EP0704656B1 - Burner head element - Google Patents
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- EP0704656B1 EP0704656B1 EP95115270A EP95115270A EP0704656B1 EP 0704656 B1 EP0704656 B1 EP 0704656B1 EP 95115270 A EP95115270 A EP 95115270A EP 95115270 A EP95115270 A EP 95115270A EP 0704656 B1 EP0704656 B1 EP 0704656B1
- Authority
- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- insert
- sections
- fuel
- route
- diameter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Classifications
-
- 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
Definitions
- the invention relates to an insert for a device for igniting or burning of fuels, in particular a heating device according to the preamble of claim 1, such as one of the FR-A-1 370 708 is known.
- the present invention relates to a device for igniting or Burning fuels, especially a heater according to the Preamble of claim 8, corresponding to FR-A-1 370 708.
- Corresponding inserts or devices such as mixed ignition devices with an oil atomization device or a gas combustion device with a surrounding this oil atomization device or gas combustion device Pipe are well known.
- the pipe in question points around its circumference extending annular constriction sections or widening sections. Based on this construction, the temperature distribution within the tube is that can also be referred to as a flame tube, based on the entire diameter, equal.
- FR-A-1 370 708 describes an insert for a device for ignition or Burning fuels, in particular for a heating device, is known.
- This known use is in the direction of fuel ejection, i.e. in the direction of the flame, provided with several sections that sit on a cylindrical base body. These sections are twisted to each other so that a swirl the gases occur within the associated burner. So this is known Use designed as a swirl body and is intended to swirl the gases within cause the burner to face inwards, which is why the twisted Sections or slats are provided. This is intended to ensure that the soot number can be reduced to near zero, while the No reduction in the nitrogen oxide content in the combustion gas or in the exhaust gas is addressed.
- an insert or a device propose that when burning fuel to a lesser extent of nitrogen oxides in the combustion gas or in the exhaust gas.
- a device with the features of claim 8 solves that of the present Object underlying the invention equally.
- each group of sections at least substantially equally inward Cylinder axis of the base body comprises curved sections, each section group ends at a diameter range.
- a further part of the required combustion gas or the required combustion air is supplied through further sections formed at a greater distance from the fuel ejection device, so that the flame is supplied with the required combustion oxygen in portions over an enlarged distance.
- the amount of air or oxygen required for complete and effective combustion is supplied, but over a range that is lengthened by technical means, so that the combustion range is extended.
- the maximum temperatures that occur are reduced, and consequently the quantities of thermal nitrogen oxides (NO, NO x ) that occur can be reduced.
- the sections should be in the fuel ejection direction Longitudinal direction of the fuel ejection device at least partially be of different lengths, the relevant sections preferably in Groups are essentially the same length. It has proven to be particularly advantageous proven if the respective sections are of equal length in two stages and thus be divided into two groups. If necessary, there could be more Groups, e.g. a third group or level of essentially the same Sections or fins may be provided, possibly with larger heating devices.
- Leave groups or levels of different lengths with the relevant sections are also adjusted in that the sections are at least partially different are oriented far inwards or are curved inwards.
- either the sections ending at the front can be Cylinder or the like can be combined or the rear sections can be summarized accordingly.
- this training ensures that the air outlet flows be separated. Thereby, the air outlet flow passes through the least wide sections or lamellae extending to the front is produced, directed inwards and the air outlet flow through the most advanced slats is generated, is directed to the outside.
- a particularly advantageous arrangement results from the fact that the extension or the ring on the radially inward edge of the respective sections is arranged.
- the slats or sections are advantageously in two groups ending at different distances from the fuel ejection device divided.
- the separation of the air outlet flows can be even more favorable. It can the outer air of the short sections or lamellas better with the inner air of the most forwardly extending sections or slats.
- a combination of different lengths and different lengths is particularly advantageous sections oriented far inwards, which may have groupings with can result in different levels.
- the individual sections can be continuous and / or continuous or be differently shaped or oriented inward.
- nozzle oil or gas injection nozzle
- This bluff body advantageously has in continuation of the fuel ejection device or the longitudinal direction the nozzle has a substantially central opening through which the fuel or a flame corresponding to it can pass through.
- baffle block is ensured that in A pressure increase in the area in front of the baffle plate and in the area behind the baffle plate a decrease in pressure occurs in connection with the invention leads to the combustion area further apart by the additional negative pressure, which is also suitable for the flame at a predetermined Point to keep the combustion area further apart is, whereby the maximum occurring temperatures are further reduced can, which can further reduce the generation of nitrogen oxides.
- the bluff body can advantageously be in the fuel ejection direction or in The longitudinal direction of extension of the fuel ejection device extends cylindrical or conical or funnel-like, preferably widening Have range. In this way, the said negative pressure zone can be more pronounced, which leads to the flame in the area of the bluff or the Baffle plate is held.
- the effects mentioned can still be achieved reinforce that the cylindrical or conical or funnel-like area at least partially extending to different extents in the fuel ejection direction Has partial areas. This can be used to make further improvements, for example achieve that the bluff body around the substantially central opening if necessary has recesses connected to this central opening.
- Inserts that are similar or equally designed are used.
- One insert can surround the other insert or one insert of several other missions. It is also preferable if there are free spaces or channels between the individual inserts through which Combustion gas or combustion air can be supplied.
- a first stage can be made up of shorter ones a predetermined dimension inwardly curved sections or slats consist, while the second stage of longer, also curved inwards Sections or slats can exist. This will make the area over which Combustion air is supplied across the flame.
- a first area with an oxygen deficiency generates, which leads to the peak temperatures in the flame can be reduced, which means that less nitrogen oxides are generated during combustion.
- the diameter of the fuel in the direction of fuel ejection or in the longitudinal direction of the fuel ejection device front end of the sections or slats each approximately are the same, or the sections or lamellae of the first stage, for example equal to 0.7 to about 1.3 times the diameter of the bluff body should.
- the corresponding advantageous dimension range of the second stage is between 0.7 to 1.7 times the diameter of the bluff body.
- the device according to the invention for igniting or burning fuels which is preferably to be used as a heating device, is advantageous with an insert according to the invention or according to one of the previously discussed preferred embodiments.
- the device according to the invention is equipped with at least one blower device that enters the combustion chamber Combustion gas or combustion air supplies. This is due to the air flow preferably creates an overpressure in front of the baffle plate, while behind the Baffle plate a negative pressure is generated.
- the use with its preferably in Groups of at least substantially equally designed sections or Lamellas ensure that the feed is distributed in the longitudinal direction Combustion air, with the advantageous consequences listed above.
- the air required for combustion is at a pressure of about 4 to 30, preferably 6 to 20 millibars, on the bluff body or the baffle plate.
- a lower overpressure is sufficient for smaller burner capacities, while for larger burner capacities a higher overpressure or the resulting Vacuum is preferable to the flame in the desired, given Area.
- the insert 1 shows a preferred embodiment of an embodiment according to the invention Insert marked with the reference number 1.
- the insert 1 surrounds a baffle plate 2, an oil atomizing nozzle 4 and an ignition device 3.
- the insert 1 according to the invention has two groups of at least essentially identically designed sections or lamellae 10, 12 by a Base body 11 go out.
- the slats 10 are in the longitudinal direction of Oil atomization nozzle 4 shorter than the fins 12 of the second group or second Level of use 1 designed according to the invention.
- the sections or lamellae 10 have a first one from the wall of the insert 1 angled section 10a, which has a continuous rounding in passes over a second, further inwardly bent section 10b.
- the slats 10 end at their in the longitudinal direction of the oil atomization device or nozzle 4 front end 10c.
- the air supplied from the rear is over the Slats 10 guided into the interior of a combustion chamber in which this insert 1 is arranged.
- the sections or lamellae 10 are designed such that not enough air is led inwards to the supplied Amount of fuel to supply appropriate amount of combustion air, which in In a defined area there is a lack of oxygen, which leads to the supplied fuel where it would otherwise, if there is sufficient air supply would be present, is not completely burned. This will reduce the combustion temperatures reduced and less nitrogen oxides are generated.
- the sections or slats 12 are in the area in which the slats 10 are already bent inwards towards an axis of symmetry of the insert, still aligned unchanged in the direction of extension of the base body of the insert 1.
- a section 12a of each lamella 12 leaves the Airflow of the supplied combustion air in an area in which the fins 10 are already effective, essentially unaffected.
- the fins 12 ensure that a further portion of the combustion air is distracted inwards.
- first fins 10 and the group of second fins 12 are each formed as a closed funnel or cone, so the Flame speed in the area of the constriction increase so much that the Flame speed would be greater than the ignition speed of the oil-air mixture or a gas-air mixture (see Fig. 3). This would take off lead to the flame, which would create undefined conditions.
- the baffle plate 2 has an at least approximately central hole or a central one Opening 2a through which fuel can pass.
- a section 2b serves as an obstacle to a stream of combustion air coming from behind. This can be substantially perpendicular to the direction of extension of the nozzle 4 or downstream greatly flared or slightly receding towards the outside be trained. That is, section 2b is from the radial plane of the Opening 2a starting at an angle above 0 °, preferably about 5 ° to 15 ° or 20 ° deflected. Larger angles up to 35 ° and beyond are also available usable.
- the section 2c adjoining the section 2b faces the radial plane preferably at an angle of about 50 ° to 90 °.
- section 2b another section 2c follows at about 2/3 of the radius of the insert 1. This is slightly tapered downstream in the direction of extension of the nozzle 4 and about the same length as section 2b. Between the widened There is a gap between the end of section 2c and the inside of insert 1 of preferably about 1/12 of the inner diameter of the insert 1, wherein this Distance approximately between 1/10 and 1/14 of the inner diameter of this insert 1 can lie.
- the sections 2c of the bluff body or the baffle plate 2 provide for the fact that the portions of the combustion air bypassed the baffle plate in reach the effective range of the slats 10, 12.
- an overpressure zone in front of the baffle plate in which an overpressure can preferably prevail between 6 and 20 millibars.
- Part of the air is passed through the opening 2a of the baffle plate 2, while the remaining Amounts of combustion air through the space between the baffle plate 2 and the insert 1 is passed through.
- the baffle plate is also referred to as a flame holder.
- the negative pressure created by the baffle plate 2 is extended in one Area due to the divided supply of combustion air via the fins 10, 12 balanced, and the room in which otherwise the combustion of the fuel would run is in the longitudinal direction over a larger area extends, the combustion temperatures and thus the proportion of nitrogen oxides is greatly reduced.
- the lamellae 10 are bent further inwards, while the fins 12 are arranged on a larger diameter.
- the slats 10 i.e. the shorter slats, also less far behind be curved on the inside, in particular less far than the longer slats 12.
- the slats 10 can also continue be curved inside, so that here in the top view the space between the Insert 1 and the baffle plate 2 can no longer be seen. The same can also apply to the slats 12.
- the slats 10, 12 same size. However, it is also possible to make the slats 10 larger or larger to be smaller than the lamellae 12 in order to achieve certain effects in the control to achieve the flow of combustion air.
- the baffle plate 2 has a plurality of recesses 2e, about their dimensions the negative pressure created behind the baffle plate or that in front of the baffle plate arising overpressure, as well as that behind the baffle plate standing amount of combustion air, can also be set.
- the insert 1 or the baffle plate 2 are in principle the same designed as the relevant parts according to FIGS. 1 and 2.
- the oil atomization nozzle 4 instead of the oil atomization nozzle 4, however, there is a gas nozzle 5 with a plurality of Openings provided. Some of the openings are located in front of the baffle plate, while part of these openings through which the gaseous fuel can pass behind the baffle plate 2. However, it is also possible to arrange all the openings of the nozzle 5 behind the baffle plate 2, or the Openings of the nozzle 5 in a different way in front of or behind the baffle plate to arrange. It is only necessary to have an appropriate air supply Way to control, for example by opening 2a or other components of the baffle plate 2 are dimensioned differently, or the Free space between the baffle plate 2 and the insert 1 is dimensioned differently. Accordingly, the slats 10 and 12 can also be dimensioned in such a way that a different arrangement of the nozzle 5 becomes possible. The same applies for the embodiment according to FIGS. 1 and 2 or the nozzle 4.
- FIG. 4 in contrast to the embodiment according to FIG. 1, there is a baffle plate 2 provided with cylindrical side walls 2c.
- the cylindrical Side walls 2c run at a right angle to section 2b of the baffle plate 2.
- the section 2c of the baffle plate has extended sections 2f, so that the end 2d of the baffle plate 2 further in the fuel discharge direction is extended and once has a smaller extension. This allows the Also influence the flow of the combustion air and thus the vacuum range adjust beyond the baffle plate 2.
- the individual lamellae 10, 12 all begin along the same origin line 14.
- the slats by cutting or punching out are made from the material of the base body of the insert 1 to prefer this. However, if the material is drawn, the line of origin can of the slats 10 with respect to the line of origin of the slats 12 also be offset in the longitudinal direction.
- the distance between the rear end line 2d of the baffle plate 2 and the front Experience has shown that the end 10c of the slats 10 can preferably be about 0 to 0.5 times the diameter of the insert 1.
- the inner diameter of the longer fins 12 can be between 0.5 and 1.5 times the diameter of the baffle plate 2.
- the preferred range is between 0.7 and 1.3 times the diameter the baffle plate 2.
- the inside diameter defined by the fins 12 is formed, from about 0.5 to 2 times the diameter of the Baffle plate 2 can be created, but with a range of 0.7 to 1.7 times Diameter of the baffle plate 2 is preferred.
- FIG. 6 also shows an overtube 20 which is used for the in gases present in the combustion chamber due to the flame speed or to recirculate the gas flow caused by the flame. This measure can lead to additional afterburning of fuel residues.
- the overtube 20 can have approximately the same diameter as the insert 1 have or a slightly larger diameter than the base body of the Insert 1 has. A slightly smaller diameter could also be considered be considered expedient, the overtube 20 with the fins 10, 12 corresponding slats could be provided.
- the main advantage of the arrangement according to the invention from insert 1, the Baffle plate 2 and the nozzle 4 and 5, also referred to as the combustion head is, among other things, in a very substantial reduction in the See share of nitrogen oxides.
- the one for an application according to the invention or a combustion head according to the invention In contrast, the estimated effort is relatively low, so that a cost / benefit analysis is clearly in favor of the benefit.
- the use according to the invention can also be used in a very economical manner use conventional heating burners. The renovation work required for this are, are only very small and can be, if necessary, by a corresponding Modification of the use designed according to the invention is usually the largest Do part.
- FIG. 7 shows an embodiment according to the present invention, those with regard to the arrangement and design of the insert 1 or the flame tube 1, the baffle plate 2 and the ignition device 3 or the fuel nozzle 4th is designed to be comparable to the embodiment according to FIG. 1.
- corresponding training 3, 4 or 6 can be used to those discussed below to provide for essential technical changes.
- ring 28 which is substantially is rigidly connected to each of the slats 12 of this slat group.
- the ring 28 acts on the air flows as well as on the flame and the mechanical Stability of insert 1 self-stabilizing. Ring 28 is preferred trained closed.
- This very advantageous training makes it possible, on the one hand, to area in which the combustion occurs to stretch, creating a more perfect combustion is achieved, and on the other hand it is possible in a predetermined by the ring 28 Area to provide a particularly strict control of the flame, which, however, due to the axial gaps between the shorter lamellae 10 and the longer slats 12 can at least partially be dissolved again.
- both groups are lamellae 10, 12 equipped with corresponding rings 26, 28, so that the effects discussed can be reinforced or combined.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Einsatz für eine Vorrichtung zum Zünden bzw. Verbrennen
von Brennstoffen, insbesondere eine Heizvorrichtung gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1, wie ein derartiger aus der
FR-A- 1 370 708 bekannt ist.The invention relates to an insert for a device for igniting or burning
of fuels, in particular a heating device according to the preamble
of
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Zünden bzw. Verbrennen von Brennstoffen, insbesondere eine Heizvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 8, entsprechend der FR-A- 1 370 708.Furthermore, the present invention relates to a device for igniting or Burning fuels, especially a heater according to the Preamble of claim 8, corresponding to FR-A-1 370 708.
Entsprechende Einsätze bzw. Vorrichtungen, wie etwa Mischzündeinrichtungen mit einer Ölzerstäubungsvorrichtung bzw. einer Gasverbrennungseinrichtung mit einem diese Ölzerstäubungsvorrichtung bzw. Gasverbrennungsvorrichtung umgebenden Rohr sind hinlänglich bekannt. Das betreffende Rohr weist um seinen Umfang verlaufende ringförmige Einschnürungsabschnitte oder Aufweitungsabschnitte auf. Aufgund dieser Konstruktion ist die Temperaturverteilung innerhalb des Rohres, das auch als Flammrohr bezeichnet werden kann, bezogen auf den gesamten Durchmesser, gleich.Corresponding inserts or devices, such as mixed ignition devices with an oil atomization device or a gas combustion device with a surrounding this oil atomization device or gas combustion device Pipe are well known. The pipe in question points around its circumference extending annular constriction sections or widening sections. Based on this construction, the temperature distribution within the tube is that can also be referred to as a flame tube, based on the entire diameter, equal.
Aufgrund dieser bekannten, generell verwendeten Ausführung der gattungsgemäßen Vorrichtung bzw. des gattungsgemäßen Einsatzes treten lokal in einer Heizvorrichtung sehr hohe Temperaturen auf, die zu einem vergleichsweise sehr hohen Anteil an Stickoxiden in dem Verbrennungsgas bzw. in dem Abgas führen.Because of this known, generally used version of the generic Device or the generic use occur locally in a heating device very high temperatures leading to a comparatively very high Share nitrogen oxides in the combustion gas or in the exhaust gas.
Aus der FR-A-1 370 708 ist ein Einsatz für eine Vorrichtung zum Zünden bzw. Verbrennen von Brennstoffen, insbesondere für eine Heizeinrichtung, bekannt. Dieser bekannte Einsatz ist in Brennstoff-Ausstoßrichtung, d.h. in Flammrichtung, mit mehreren Abschnitten versehen, die an einem zylindrischen Grundkörper sitzen. Diese Abschnitte sind derart verwunden zueinander verbogen, daß eine Verwirbelung der Gase innerhalb des zugehörigen Brenners auftritt. Damit ist dieser bekannte Einsatz als Drallkörper ausgebildet und soll eine Drallbewegung der Gase innerhalb des Brenners verursachen, die nach innen ausgerichtet ist, weshalb die verdrehten Abschnitte bzw. Lamellen vorgesehen sind. Hierdurch soll es erreicht werden, daß die Rußzahl auf einen Wert nahe Null verringert werden kann, während die Verringerung des Stickoxidanteils im Verbrennungsgas bzw. im Abgas nicht angesprochen wird.FR-A-1 370 708 describes an insert for a device for ignition or Burning fuels, in particular for a heating device, is known. This known use is in the direction of fuel ejection, i.e. in the direction of the flame, provided with several sections that sit on a cylindrical base body. These sections are twisted to each other so that a swirl the gases occur within the associated burner. So this is known Use designed as a swirl body and is intended to swirl the gases within cause the burner to face inwards, which is why the twisted Sections or slats are provided. This is intended to ensure that the soot number can be reduced to near zero, while the No reduction in the nitrogen oxide content in the combustion gas or in the exhaust gas is addressed.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Einsatz bzw. eine Vorrichtung vorzuschlagen, die beim Verbrennen von Brennstoffen zu einem geringeren Anteil von Stickoxiden im Verbrennungsgas bzw. im Abgas führt. It is the object of the present invention, an insert or a device propose that when burning fuel to a lesser extent of nitrogen oxides in the combustion gas or in the exhaust gas.
Diese Aufgabe wird durch einen Einsatz mit den im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmalen
gelöst.This object is achieved by using the features listed in
Eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 löst die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe gleichermaßen.A device with the features of claim 8 solves that of the present Object underlying the invention equally.
Vorteilhafte Ausgestaltungen gemäß der Erfindung werden durch die Unteransprüche definiert.Advantageous refinements according to the invention are given in the subclaims Are defined.
Die gemäß der Erfindung zu erzielenden Vorteile beruhen darauf, daß der Einsatz und die Vorrichtung zum Zünden bzw. Verbrennen von Brennstoffen im Bereich des Einsatzes vor der bzw. im Verlauf der Brennstoff-Ausstoßrichtung mindestens ein Staukörper aufweist, und jede Gruppe von Abschnitten wenigstens im wesentlichen gleich nach innen zur Zylinderachse des Grundkörpers gebogene Abschnitte umfaßt, wobei jede Abschnittgruppe jeweils an einem Durchmesserbereich endet. The advantages to be achieved according to the invention are based on the fact that the use and the Device for igniting or burning fuels in the area of use which has or in the course of the fuel ejection direction at least one bluff body, and each group of sections at least substantially equally inward Cylinder axis of the base body comprises curved sections, each section group ends at a diameter range.
Hierdurch wird in einem ersten Bereich eine Verengung des Querschnitts des Einsatzes erzeugt, der dazu führt, daß zugeführtes Verbrennungsgas bzw. Luft zusammen mit Heißgasen zum Flammeninneren geleitet wird, wobei ein Sauerstoffmangel vorliegt. Durch diesen Sauerstoffmangel wird die Flammenkerntemperatur gesenkt und der Anteil an thermischen Stickoxiden wird wirksam verringert.This results in a narrowing of the cross section in a first region generated of the insert, which leads to the fact that supplied combustion gas or air is led together with hot gases to the inside of the flame, with a lack of oxygen is present. Due to this lack of oxygen, the flame core temperature is reduced and the proportion of thermal nitrogen oxides is effectively reduced.
Durch weitere in einer größeren Entfernung zur Brennstoff-Ausstoßeinrichtung endende Abschnitte gebildete zweite Zonen wird ein weiterer Teil des benötigten Verbrennungsgases bzw. der benötigten Verbrennungsluft zugeführt, so daß der Flamme der erforderliche Verbrennungssauerstoff portionsweise über eine vergrößerte Strecke zugeführt wird. Folglich wird zwar die für eine vollständige und effektive Verbrennung erforderliche Luft- bzw. Sauerstoffmenge zugeführt, jedoch über einen mit technischen Mitteln verlängerten Bereich, so daß der Verbrennungsbereich verlängert wird. Hierdurch werden die maximal auftretenden Temperaturen verringert und folglich lassen sich die anfallenden Mengen an thermischen Stickoxiden (NO, NOx) verringern.A further part of the required combustion gas or the required combustion air is supplied through further sections formed at a greater distance from the fuel ejection device, so that the flame is supplied with the required combustion oxygen in portions over an enlarged distance. As a result, the amount of air or oxygen required for complete and effective combustion is supplied, but over a range that is lengthened by technical means, so that the combustion range is extended. As a result, the maximum temperatures that occur are reduced, and consequently the quantities of thermal nitrogen oxides (NO, NO x ) that occur can be reduced.
Wesentlich ist dabei auch, daß die Verjüngungen des Einsatzes nicht als geschlossene Kegel ausgebildet sind. Hierdurch würde nämlich die Flammgeschwindigkeit im Bereich der ersten Einschnürung so stark ansteigen, daß die Flammgeschwindigkeit größer wäre als die Zündgeschwindigkeit des Brennstoff-Luftgemisches. Dieses würde dazu führen, daß die Flamme von der Brennstoff-Ausstoßeinrichtung bzw. von dem erwünschten Bereich abhebt und sich die Verbrennung kaum noch in einem wünschenswerten Umfange regulieren ließe. It is also important that the tapering of the insert is not closed Cones are formed. This would cause the flame speed in Area of the first constriction increase so much that the flame speed would be greater than the ignition speed of the fuel-air mixture. This would lead to the flame from the fuel ejection device or stands out from the desired area and the combustion is hardly in one desirable scope could be regulated.
Durch einen erfindungsgemäß ausgebildeten Einsatz bzw. eine erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung ist es möglich, die Summe der sich ergebenden Gasströmungsgeschwindigkeiten zu verkleinern, obwohl die Luftgeschwindigkeit im Bereich der durch zumindest einige der Abschnitte gebildeten ersten Einschnürung ziemlich hoch ist. Dies liegt daran, daß die Geschwindigkeit der Luft bzw. der Verbrennungsgase dort, wo die Abschnitte bzw. Lamellen Öffnungen freilassen, stark herabgesetzt ist. Damit vermag die hohe Strömungsgeschwindigkeit nicht auf die Flamme zurückzuwirken, so daß sich die Flamme in dem gewünschten und gegebenenfalls optimalen Bereich halten läßt und nicht dazu tendiert, sich von dem optimalen Bereich zu lösen.Through an insert designed according to the invention or an insert according to the invention trained device it is possible to sum the resulting gas flow velocities to shrink, although the air speed in the Area of the first constriction formed by at least some of the sections is quite high. This is because the speed of the air or Combustion gases where the sections or lamellae leave openings, is greatly reduced. The high flow rate cannot cope with this react the flame so that the flame is in the desired and if necessary optimum range and does not tend to move away from that optimal area to solve.
Vorteilhafterweise sollten die Abschnitte in Brennstoff-Ausstoßrichtung bzw. in der Längserstreckungsrichtung der Brennstoff-Ausstoßeinrichtung zumindest teilweise unterschiedlich lang sein, wobei die betreffenden Abschnitte vorzugsweise in Gruppen im wesentlichen gleich lang sind. Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die jeweiligen Abschnitte in zwei Stufen gleich lang sind und somit in zwei Gruppen aufgeteilt werden. Gegebenenfalls könnten auch noch weitere Gruppen, z.B. eine dritte Gruppe bzw. Stufe von im wesentlichen gleich ausgebildeten Abschnitten bzw. Lamellen, vorgesehen sein, eventuell bei größeren Heizvorrichtungen.Advantageously, the sections should be in the fuel ejection direction Longitudinal direction of the fuel ejection device at least partially be of different lengths, the relevant sections preferably in Groups are essentially the same length. It has proven to be particularly advantageous proven if the respective sections are of equal length in two stages and thus be divided into two groups. If necessary, there could be more Groups, e.g. a third group or level of essentially the same Sections or fins may be provided, possibly with larger heating devices.
Unterschiedlich lange Gruppen bzw. Stufen mit den betreffenden Abschnitten lassen sich auch dadurch einstellen, daß die Abschnitte zumindest teilweise unterschiedlich weit einwärts ausgerichtet bzw. einwärts gebogen sind.Leave groups or levels of different lengths with the relevant sections are also adjusted in that the sections are at least partially different are oriented far inwards or are curved inwards.
Ganz erhebliche Vorteile lassen sich dadurch erzielen, daß die in einer unterschiedlichen Entfernung von der Brennstoff-Ausstoßeinrichtung endenden Abschnitte über eine umlaufende Erstreckung in Umfangsrichtung miteinander verbunden sind. Very significant advantages can be achieved in that the different Distance from portions ending at the fuel ejector a circumferential extent are connected to each other.
Hierbei können entweder die zu vorderst endenden Abschnitte mittels eines Ringes, Zylinders oder dergleichen zusammengefaßt werden oder die hinteren Abschnitte können entsprechend zusammengefaßt werden.In this case, either the sections ending at the front can be Cylinder or the like can be combined or the rear sections can be summarized accordingly.
Werden die Abschnitte bzw. Lamellen mittels eines derartigen Ringes oder Zylinders oder dergleichen zusammengefaßt, so ergibt sich hierdurch eine Stabilisierung der Abschnitte bzw. Lamellen, so daß die Lamellen während des Betriebes durch thermische Einflüsse weder ausgelenkt noch in den Positionen versetzt werden können. Zudem wird durch diese Ausbildung erreicht, daß die Luftaustrittströme getrennt werden. Dabei wird der Luftaustrittstrom, der durch die am wenigsten weit nach vorne erstreckten Abschnitte bzw. Lamellen erzeugt wird, nach innen gelenkt und der Luftaustrittstrom, der durch die am weitesten nach vorne gezogenen Lamellen erzeugt wird, wird nach außen gelenkt.Are the sections or slats by means of such a ring or cylinder or the like summarized, this results in a stabilization of the sections or slats, so that the slats through during operation thermal influences are neither deflected nor moved in the positions can. In addition, this training ensures that the air outlet flows be separated. Thereby, the air outlet flow passes through the least wide sections or lamellae extending to the front is produced, directed inwards and the air outlet flow through the most advanced slats is generated, is directed to the outside.
Eine besonders vorteilhafte Anordnung ergibt sich dadurch, daß die Erstreckung bzw. der Ring an der radial nach innen gerichteten Kante der jeweiligen Abschnitte angeordnet wird. Dabei sind die Lamellen bzw. Abschnitte vorteilhafterweise in zwei unterschiedlich weit von der Brennstoff-Ausstoßeinrichtung endende Gruppen unterteilt.A particularly advantageous arrangement results from the fact that the extension or the ring on the radially inward edge of the respective sections is arranged. The slats or sections are advantageously in two groups ending at different distances from the fuel ejection device divided.
Ist die Erstreckung bzw. der Ring auf der kürzeren Lamellengruppe angeordnet, so kann die Trennung der Luftaustrittströme noch günstiger ausfallen. Dabei kann sich die äußere Luft der kurzen Abschnitte bzw. Lamellen besser mit der inneren Luft der am weitesten nach vorne erstreckten Abschnitte bzw. Lamellen verbinden.If the extension or the ring is arranged on the shorter group of plates, then the separation of the air outlet flows can be even more favorable. It can the outer air of the short sections or lamellas better with the inner air of the most forwardly extending sections or slats.
Weisen sämtliche Gruppen von gleich langen Lamellen eine entsprechende Erstreckung bzw. einen entsprechenden Ring oder Zylinder auf, so lassen sich die erwähnten Vorteile für bestimmte Anwendungen noch verbessern. All groups of slats of the same length have a corresponding extension or a corresponding ring or cylinder, so the mentioned advantages for certain applications.
Besonders vorteilhaft ist eine Kombination unterschiedlich langer und unterschiedlich weit einwärts ausgerichteter Abschnitte, die gegebenenfalls Gruppierungen mit unterschiedlichen Stufen ergeben können.A combination of different lengths and different lengths is particularly advantageous sections oriented far inwards, which may have groupings with can result in different levels.
Die einzelnen Abschnitte können kontinuierlich und/oder deskontinuierlich gleichermaßen oder unterschiedlich geformt bzw. einwärts ausgerichtet sein. Vorteilhafterweise wird im Bereich des Einsatzes vor der bzw. im Verlauf der Brennstoff-Ausstoßeinrichtung, nachfolgend Öl- bzw. Gaseinspritzdüse, kurz "Düse" genannt, mindestens ein Staukörper angeordnet. Dieser Staukörper weist vorteilhafterweise in Fortsetzung der Brennstoff-Ausstoßeinrichtung bzw. der Längserstreckungsrichtung der Düse eine im wesentlichen mittige Öffnung auf, durch die der Brennstoff bzw. eine diesem entsprechende Flamme hindurchtreten kann. Durch diesen auch als Stauschaube zu bezeichnenden Staukörper wird dafür gesorgt, daß im Bereich vor der Stauscheibe eine Druckerhöhung, und im Bereich hinter der Stauscheibe eine Druckerniedrigung auftritt, die in Verbindung mit der Erfindung dazu führt, den Verbrennungsbereich noch weiter auseinanderzuziehen, indem durch den zusätzlichen Unterdruck, der auch dazu geeignet ist, die Flamme an einem vorgegebenen Punkt zu halten, der Verbrennungsbereich noch weiter auseinandergezogen wird, wodurch die maximal auftretenden Temperaturen weiter gesenkt werden können, was die Erzeugung von Stickoxiden weiter verringern kann.The individual sections can be continuous and / or continuous or be differently shaped or oriented inward. Advantageously is used in the area in front of or in the course of the fuel ejection device, hereinafter referred to as oil or gas injection nozzle, or "nozzle" for short, arranged at least one bluff body. This bluff body advantageously has in continuation of the fuel ejection device or the longitudinal direction the nozzle has a substantially central opening through which the fuel or a flame corresponding to it can pass through. Through this also known as baffle block is ensured that in A pressure increase in the area in front of the baffle plate and in the area behind the baffle plate a decrease in pressure occurs in connection with the invention leads to the combustion area further apart by the additional negative pressure, which is also suitable for the flame at a predetermined Point to keep the combustion area further apart is, whereby the maximum occurring temperatures are further reduced can, which can further reduce the generation of nitrogen oxides.
Dabei muß zwischen dem Staukörper und dem Einsatz vorteilhafterweise ein hinreichender Abstand bleiben, um für die Zufuhr einer hinreichenden Menge an Verbrennungsgas bzw. Verbrennungsluft dienen zu können.In this case, there must advantageously be a sufficient one between the bluff body and the insert Stay clear to supply a sufficient amount of combustion gas or combustion air.
Der Staukörper kann vorteilhafterweise einen in Brennstoff-Ausstoßrichtung bzw. in Längserstreckungsrichtung der Brennstoff-Ausstoßeinrichtung erstreckten zylinderförmigen bzw. konischen oder trichterartigen, sich vorzugsweise erweiternden Bereich aufweisen. Hierdurch läßt sich die besagte Unterdruckzone stärker ausprägen, was dazu führt, daß die Flamme im Bereich des Staukörpers bzw. der Stauscheibe festgehalten wird. Die genannten Effekte lassen sich noch dadurch verstärken, daß der zylinderförmige bzw. konische oder trichterartige Bereich sich zumindest teilweise in Brennstoff-Ausstoßrichtung unterschiedlich weit erstreckende Teilbereiche aufweist. Weitere Verbesserungen lassen sich beispielsweise dadurch erzielen, daß der Staukörper um die im wesentlichen mittige Öffnung herum gegebenenfalls mit dieser mittigen Öffnung verbundene Ausnehmungen aufweist.The bluff body can advantageously be in the fuel ejection direction or in The longitudinal direction of extension of the fuel ejection device extends cylindrical or conical or funnel-like, preferably widening Have range. In this way, the said negative pressure zone can be more pronounced, which leads to the flame in the area of the bluff or the Baffle plate is held. The effects mentioned can still be achieved reinforce that the cylindrical or conical or funnel-like area at least partially extending to different extents in the fuel ejection direction Has partial areas. This can be used to make further improvements, for example achieve that the bluff body around the substantially central opening if necessary has recesses connected to this central opening.
Durch die genannten Ausgestaltungen des Staukörpers, die in einer bestimmten, jedoch beliebigen Kombination zur Anwendung kommen können, lassen sich einerseits die Flamme an einem bestimmten Punkt im Brennraum fixieren und andererseits derart auseinanderziehen, daß die Spitzentemperatur in der Flamme gesenkt wird, wodurch der Anteil an Stickoxid im Abgas gesenkt werden kann.Due to the above-mentioned designs of the bluff body, which however, any combination can be used on the one hand fix the flame at a certain point in the combustion chamber and on the other hand pull apart such that the peak temperature in the flame is reduced, whereby the proportion of nitrogen oxide in the exhaust gas can be reduced.
Anstelle eines erfindungsgemäß ausgebildeten Einsatzes können auch mehrere Einsätze, die ähnlich oder gleichermaßen ausgebildet sind, zum Einsatz gelangen. Dabei kann ein Einsatz den anderen Einsatz umgeben bzw. kann ein Einsatz von mehreren anderen Einsätzen umgeben werden. Auch ist es zu bevorzugen, wenn zwischen den einzelnen Einsätzen Freiräume bzw. Kanäle verbleiben, über die Verbrennungsgas bzw. Verbrennungsluft zugeführt werden kann.Instead of one insert designed according to the invention, several can also be used Inserts that are similar or equally designed are used. One insert can surround the other insert or one insert of several other missions. It is also preferable if there are free spaces or channels between the individual inserts through which Combustion gas or combustion air can be supplied.
Versuche haben gezeigt, daß es besonders vorteilhaft ist, wenn die Abschnitte des erfindungsgemäß ausgebildeten Einsatzes in mindestens eine, vorzugsweise zwei Stufen aufgeteilt sind, und die den jeweiligen Stufen zugeordneten Abschnitte im wesentlichen gleich ausgebildet sind. So kann eine erste Stufe aus kürzeren, in einem vorgegebenen Maße nach innen gebogenen Abschnitten bzw. Lamellen bestehen, während die zweite Stufe aus längeren, ebenfalls nach innen gebogenen Abschnitten bzw. Lamellen bestehen kann. Hierdurch wird der Bereich, über den hinweg der Flamme Verbrennungsluft zugeführt wird, erstreckt. Außerdem wird, wie bereits darauf hingewiesen wurde, ein erster Bereich mit einer Sauerstoffunterversorgung erzeugt, was dazu führt, daß die Spitzentemperaturen in der Flamme gesenkt werden, wodurch bei der Verbrennung weniger Stickoxide erzeugt werden.Experiments have shown that it is particularly advantageous if the sections of the Insert designed according to the invention in at least one, preferably two Levels are divided, and the sections assigned to the respective levels in are essentially the same. So a first stage can be made up of shorter ones a predetermined dimension inwardly curved sections or slats consist, while the second stage of longer, also curved inwards Sections or slats can exist. This will make the area over which Combustion air is supplied across the flame. In addition, as already pointed out, a first area with an oxygen deficiency generates, which leads to the peak temperatures in the flame can be reduced, which means that less nitrogen oxides are generated during combustion.
Versuche haben gezeigt, daß es besonders vorteilhaft ist, wenn der Abstand zwischen der hintersten Vorderkante des Staukörpers in Brennstoff-Ausstoßrichtung bzw. in der Längserstreckungsrichtung der Brennstoff-Ausstoßeinrichtung, und dem in Längserstreckungsrichtung vordersten Ende jeweilig vergleichbar ausgebildeter Abschnitte bzw. jeweilige Stufen, etwa gleich 0 bis etwa 0,5 mal dem Durchmesser D des Einsatzes ist.Experiments have shown that it is particularly advantageous if the distance between the rearmost front edge of the bluff body in the direction of fuel ejection or in the longitudinal direction of the fuel ejection device, and the in the longitudinal direction at the foremost end, each with a comparable design Sections or respective steps, approximately equal to 0 to approximately 0.5 times the diameter D of the stake.
Ferner haben umfangreiche Versuche gezeigt, daß der Durchmesser des in Brennstoff-Ausstoßrichtung bzw. in Längserstreckungsrichtung der Brennstoff-Ausstoßeinrichtung vorderen Endes der Abschnitte bzw. Lamellen, die jeweils in etwa gleich ausgebildet sind, bzw. der Abschnitte bzw. Lamellen der ersten Stufe, etwa gleich dem 0,7- bis etwa 1,3-fachen des Durchmessers des Staukörpers betragen sollte. Der entsprechende vorteilhafte Abmessungsbereich der zweiten Stufe liegt zwischen dem 0,7- bis 1,7-fachen des Durchmessers des Staukörpers.Furthermore, extensive tests have shown that the diameter of the fuel in the direction of fuel ejection or in the longitudinal direction of the fuel ejection device front end of the sections or slats, each approximately are the same, or the sections or lamellae of the first stage, for example equal to 0.7 to about 1.3 times the diameter of the bluff body should. The corresponding advantageous dimension range of the second stage is between 0.7 to 1.7 times the diameter of the bluff body.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Zünden bzw. Verbrennen von Brennstoffen, die vorzugsweise als Heizvorrichtung zu verwenden ist, wird vorteilhafterweise mit einem Einsatz gemäß der Erfindung bzw. gemäß einer der zuvor erörterten bevorzugten Ausführungsformen ausgestattet.The device according to the invention for igniting or burning fuels, which is preferably to be used as a heating device, is advantageous with an insert according to the invention or according to one of the previously discussed preferred embodiments.
Besonders vorteilhaft ist es darüber hinaus, wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung mit mindestens einer Gebläseeinrichtung ausgestattet ist, die dem Brennraum ein Verbrennungsgas bzw. Verbrennungsluft zuführt. Dabei wird durch die Luftströmung bevorzugt vor der Stauscheibe ein Überdruck erzeugt, während hinter der Stauscheibe ein Unterdruck erzeugt wird. Der Einsatz mit seinen vorzugsweise in Gruppen wenigstens im wesentlichen gleichermaßen ausgebildeten Abschnitten bzw. Lamellen sorgt für eine in Längserstreckungsrichtung verteilte Zuführung der Verbrennungsluft, mit den oben aufgeführten vorteilhaften Konsequenzen. Dabei steht die für die Verbrennung erforderliche Luft mit einem Druck von etwa 4 bis 30, vorzugsweise 6 bis 20 Millibar, an dem Staukörper bzw. der Stauscheibe an. Für kleinere Brennerleistungen reicht ein geringerer Überdruck aus, während für größere Brennerleistungen ein höherer Überdruck bzw. der daraus resultierende Unterdruck zu bevorzugen ist, um die Flamme in dem erwünschten, vorgegebenen Bereich festzuhalten.It is also particularly advantageous if the device according to the invention is equipped with at least one blower device that enters the combustion chamber Combustion gas or combustion air supplies. This is due to the air flow preferably creates an overpressure in front of the baffle plate, while behind the Baffle plate a negative pressure is generated. The use with its preferably in Groups of at least substantially equally designed sections or Lamellas ensure that the feed is distributed in the longitudinal direction Combustion air, with the advantageous consequences listed above. Here the air required for combustion is at a pressure of about 4 to 30, preferably 6 to 20 millibars, on the bluff body or the baffle plate. A lower overpressure is sufficient for smaller burner capacities, while for larger burner capacities a higher overpressure or the resulting Vacuum is preferable to the flame in the desired, given Area.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert, wobei weitere Vorteile und Merkmale gemäß der Erfindung offenbart werden. Es zeigen:
- Fig. 1
- eine aufgeschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäß ausgestalteten Einsatzes;
- Fig. 2
- eine Ansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäß ausgebildeten Einsatzes in einer Frontalansicht;
- Fig. 3
- eine Fig. 1 entsprechende Ansicht, wobei anstelle einer Öleinspritzdüse (Fig. 1) eine Gaszuführeinrichtung angeordnet ist;
- Fig. 4
- einen Einsatz mit einem alternativ ausgebildeten Staukörper in einer aufgeschnittenen Seitenansicht;
- Fig. 5
- einen erfindungsgemäßen Einsatz in einer Frontansicht, wobei diese Figur auf Abmessungsverhältnisse gerichtet ist;
- Fig. 6
- in einer aufgeschnittenen Seitenansicht eine Ausführungsform eines Einsatzes mit einer zusätzlichen Rezirkulationseinrichtung;
- Fig. 7
- eine aufgeschnittene Seitenansicht einer Ausführungsform eines Einsatzes mit einem Stabilisationsring;
- Fig. 8
- eine aufgeschnittene Seitenansicht einer Ausführungsform eines Einsatzes mit einem unterschiedlich angeordneten Stabilisationsring; und
- Fig. 9
- eine aufgeschnittene Seitenansicht einer Ausführungsform eines Einsatzes mit mehreren Stabilisationsringen.
- Fig. 1
- a cut side view of an insert designed according to the invention;
- Fig. 2
- a view of an embodiment of the insert designed according to the invention in a front view;
- Fig. 3
- a view corresponding to FIG. 1, wherein a gas supply device is arranged instead of an oil injection nozzle (FIG. 1);
- Fig. 4
- an insert with an alternatively designed bluff body in a cut-away side view;
- Fig. 5
- an insert according to the invention in a front view, this figure is directed to dimensional relationships;
- Fig. 6
- a cut side view of an embodiment of an insert with an additional recirculation device;
- Fig. 7
- a cut side view of an embodiment of an insert with a stabilizing ring;
- Fig. 8
- a cut side view of an embodiment of an insert with a differently arranged stabilization ring; and
- Fig. 9
- a cut side view of an embodiment of an insert with several stabilization rings.
In den Figuren sind fünktionsgleiche bzw. in ihrer Funktion zumindest im wesentlichen übereinstimmende Bestandteile in der Regel mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.In the figures, they are functionally identical or at least essentially functionally matching components usually with the same reference numerals featured.
In Fig. 1 ist eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäß ausgebildeten
Einsatzes mit der Bezugsziffer 1 gekennzeichnet. Der Einsatz 1 umgibt eine Stauscheibe
2, eine Ölzerstäubungsdüse 4 und eine Zündeinrichtung 3.1 shows a preferred embodiment of an embodiment according to the invention
Insert marked with the
Der erfindungsgemäße Einsatz 1 weist zwei Gruppen von wenigstens im wesentlichen
gleich ausgebildeten Abschnitten bzw. Lamellen 10, 12 auf, die von einem
Grundkörper 11 ausgehen. Die Lamellen 10 sind in Längserstreckungsrichtung der
Ölzerstäubungsdüse 4 kürzer als die Lamellen 12 der zweiten Gruppe bzw. zweiten
Stufe des erfindungsgemäß ausgebildeten Einsatzes 1. The
Die Abschnitte bzw. Lamellen 10 weisen einen ersten aus der Wandung des Einsatzes
1 abgewinkelten Abschnitt 10a auf, der über eine kontinuierliche Rundung in
einen zweiten, weiter nach innen gebogenen Abschnitt 10b übergeht. Die Lamellen
10 enden an ihrem in Längserstreckungsrichtung der Ölzerstäubungseinrichtung
bzw. Düse 4 vorderen Ende 10c. Die von hinten zugeführte Luft wird über die
Lamellen 10 in das Innere eines Brennraumes geführt, in dem dieser Einsatz 1
angeordnet ist. Dabei sind die Abschnitte bzw. Lamellen 10 so ausgebildet, daß
nicht hinreichend viel Luft nach innen geleitet wird, um die zu der zugeführten
Menge an Brennstoff passende Menge an Verbrennungsluft zuzuführen, wodurch in
einem definierten Bereich ein Sauerstoffmangel entsteht, der dazu führt, daß der
zugeführte Brennstoff dort, wo er ansonsten, falls eine hinreichende Luftzuführ
vorhanden wäre, nicht vollständig verbrannt wird. Hierdurch werden die Verbrennungstemperaturen
gesenkt und es werden weniger Stickoxide erzeugt.The sections or
Die Abschnitte bzw. Lamellen 12 sind in dem Bereich, in dem die Lamellen 10
bereits einwärts in Richtung auf eine Symmetrieachse des Einsatzes gebogen sind,
noch unverändert in Erstreckungsrichtung des Grundkörpers des Einsatzes 1 ausgerichtet.
Mit anderen Worten, ein Teilabschnitt 12a einer jeden Lamelle 12 läßt den
Luftstrom der zugeführten Verbrennungsluft in einem Bereich, in dem die Lamellen
10 bereits wirksam sind, im wesentlichen noch unbeeinflußt. Später, im einem
Bereich 12b, sorgen die Lamellen 12 dafür, daß ein weiterer Anteil der Verbrennungsluft
nach innen abgelenkt wird. Endabschnitte 12c der Lamellen 12 sorgen
letztendlich dafür, daß der weitere Anteil der Verbrennungsluft ebenfalls nach innen
geleitet wird, wodurch die noch für die wenigstens im wesentlichen vollständige
Verbrennung des zugeführten Brennstoffes erforderliche Verbrennungsluft zugeführt
wird, wodurch die noch nicht verbrannten Anteile des Brennstoffes nachverbrannt
werden können. The sections or
Vorteilhaft ist es, soweit zwischen den ersten Lamellen 10 und zweiten Lamellen 12
Schlitze (s. Fig. 1) vorhanden sind, diese zu verschließen oder bei der Herstellung
der Lamellen dafür zu sorgen, daß sich keine Schlitze bilden. Bestehende Schlitze
können z.B. durch Anschweißen von Blechen verschlossen werden. Schlitze können
ansonsten durch geeignete plastische Verformung der Einsatzwand vermieden
werden.It is advantageous as far as between the
Würde die Gruppe der ersten Lamellen 10 und die Gruppe der zweiten Lamellen 12
jeweils als geschlossene Trichter bzw. Kegel ausgebildet werden, so würde die
Flammengeschwindigkeit im Bereich der Einschnürung so stark steigen, daß die
Flammengeschwindigkeit größer wäre als die Zündgeschwindigkeit des Öl-Luft-Gemisches
bzw. eines Gas-Luft-Gemisches (siehe Fig. 3). Dies würde zum Abheben
der Flamme führen, was undefinierte Bedingungen hervorrufen würde.Would the group of
Die Stauscheibe 2 weist ein wenigstens in etwa mittiges Loch bzw. eine mittige
Öffnung 2a auf, durch die Brennstoff hindurchtreten kann. Ein Abschnitt 2b dient
als Hindernis für einen von hinten kommenden Strom der Verbrennungsluft. Dieser
kann im wesentlichen senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Düse 4 oder stromabwärts
stark konisch aufgeweitet bzw. nach außen hin etwas zurückweichend
ausgebildet sein. Das heißt, der Abschnitt 2b ist aus der Radialebene von der
Öffnung 2a ausgehend mit einem Winkel oberhalb von 0°, vorzugsweise ca. 5° bis
15° oder 20° ausgelenkt. Auch größere Winkel bis zu 35° und darüber hinaus sind
verwendbar. Der an den Abschnitt 2b anschließende Abschnitt 2c weist zur Radialebene
vorzugsweise einen Winkel von etwa 50° bis 90° auf. An diesen Abschnitt 2b
schließt sich bei etwa 2/3 des Radius des Einsatzes 1 ein weitere Abschnitt 2c an.
Dieser ist in Erstreckungsrichtung der Düse 4 stromabwärts leicht konisch aufgeweitet
und von etwa derselben Länge wie der Abschnitt 2b. Zwischen dem aufgeweiteten
Ende des Abschnitts 2c und der Innenseite des Einsatzes 1 besteht ein Abstand
von vorzugsweise etwa 1/12 des Innendurchmessers des Einsatzes 1, wobei dieser
Abstand in etwa zwischen 1/10 und 1/14 des Innendurchmessers dieses Einsatzes 1
liegen kann. Die Abschnitte 2c des Staukörpers bzw. der Stauscheibe 2 sorgen
dafür, daß die an der Stauscheibe vorbeigeleiteten Anteile der Verbrennungsluft in
den Wirkbereich der Lamellen 10, 12 gelangen.The
Die von hinten, beispielsweise mittels eines Ventilators zugeführte Verbrennungsluft,
steht an dem Abschnitt 2b der Stauscheibe 2 an. Hier entsteht in der Brennstoff-Ausstoßrichtung
vor der Stauscheibe eine Überdruckzone, in der ein Überdruck
vorzugsweise zwischen 6 und 20 Millibar herrschen kann. Ein Teil der Luft
wird durch die Öffnung 2a der Stauscheibe 2 geleitet, während die verbleibenden
Mengen der Verbrennungsluft durch den Zwischenraum zwischen der Stauscheibe
2 und dem Einsatz 1 hindurchgeleitet wird. In der Brennstoff-Ausstoßrichtung hinter
der Stauscheibe 2 bzw. hinter dem Abschnitt 2b entsteht eine Unterdruckzone, die
dazu führt, daß die Flamme an einem vorgegebenen Punkt festgehalten werden
kann. Dementsprechend wird die Stauscheibe auch als Flammenhalter bezeichnet.
Der durch die Stauscheibe 2 entstehende Unterdruck wird in einem erstreckten
Bereich durch die geteilte Zufuhr von Verbrennungsluft über die Lamellen 10, 12
ausgeglichen, und der Raum, in dem ansonsten die Verbrennung des Brennstoffes
ablaufen würde, ist in Längserstreckungsrichtung über einen größeren Bereich
erstreckt, wobei die Verbrennungstemperaturen und damit der Anteil an Stickoxiden
stark reduziert wird.The combustion air supplied from behind, for example by means of a fan,
is at
Der Fig. 2 ist zu entnehmen, daß die Lamellen 10 weiter nach innen gebogen sind,
während die Lamellen 12 auf einem größeren Durchmesser angeordnet sind. Je nach
Art der Heizeinrichtung, bei der der erfindungsgemäße Einsatz verwendet werden
soll, können die Lamellen 10, d.h. die kürzeren Lamellen, auch weniger weit nach
innen gebogen sein, insbesondere weniger weit als die längeren Lamellen 12. 2 that the
Im Inneren, zwischen den Lamellen 10, 12 des Einsatzes 1, ist der Staukörper bzw.
die Stauscheibe 2 zu erkennen. Zwischen dem Rand 2d der Stauscheibe 2 und dem
durch die Lamellen 10 vorgegebenen Durchmesser ist in der Draufsicht noch ein
geringer Abstand verblieben. Jedoch können die Lamellen 10 auch weiter nach
innen gebogen sein, so daß hier in der Draufsicht der Freiraum zwischen dem
Einsatz 1 und der Stauscheibe 2 nicht mehr zu erkennen ist. Entsprechendes kann
auch für die Lamellen 12 gelten.Inside, between the
In dem Fall der Ausführungsform gemäß den Fig. 1 und 2 sind die Lamellen 10, 12
gleich groß. Es ist jedoch auch ohne weiteres möglich, die Lamellen 10 größer oder
kleiner auszubilden als die Lamellen 12, um bestimmte Effekte bei der Steuerung
der Strömung der Verbrennungsluft zu erzielen.In the case of the embodiment according to FIGS. 1 and 2, the
Die Stauscheibe 2 weist mehrere Ausnehmungen 2e auf, über deren Dimensionierung
der hinter der Stauscheibe entstehende Unterdruck bzw. der vor der Stauscheibe
entstehende Überdruck, wie auch die hinter der Stauscheibe zur Verfügung
stehende Menge an Verbrennungsluft, zusätzlich einstellbar sind.The
In der Fig. 3 sind prinzipiell der Einsatz 1 bzw. die Stauscheibe 2 gleichermaßen
ausgebildet, wie die betreffenden Teile gemäß den Fig. 1 und 2.3, the
Anstelle der Ölzerstäubungsdüse 4 ist jedoch eine Gasdüse 5 mit einer Vielzahl von
Öffnungen vorgesehen. Ein Teil der Öffnungen ist noch vor der Stauscheibe angeordnet,
während ein Teil dieser Öffnungen, durch die der gasförmige Brennstoff
hindurchtreten kann, hinter der Stauscheibe 2 liegt. Es ist jedoch auch möglich,
sämtliche Öffnungen der Düse 5 hinter der Stauscheibe 2 anzuordnen, oder die
Öffnungen der Düse 5 in einer anderen Art und Weise vor oder hinter der Stauscheibe
anzuordnen. Es ist lediglich erforderlich, die Luftzuführ in einer entsprechenden
Art und Weise zu steuern, indem beispielsweise die Öffnung 2a oder
andere Bestandteile der Stauscheibe 2 anders dimensioniert werden, oder der
Freiraum zwischen der Stauscheibe 2 und dem Einsatz 1 anders dimensioniert wird.
Dementsprechend können auch die Lamellen 10 und 12 derart dimensioniert werden,
daß eine andere Anordnung der Düse 5 möglich wird. Entsprechendes gilt auch
für die Ausführungsform gemäß den Fig. 1 und 2 bzw. die Düse 4.Instead of the
In der Fig. 4 ist abweichend von der Ausführungsform gemäß Fig. 1 eine Stauscheibe
2 mit zylinderförmigen Seitenwänden 2c vorgesehen. Die zylinderförmigen
Seitenwände 2c verlaufen in einem rechten Winkel zu dem Abschnitt 2b der Stauscheibe
2. Der Abschnitt 2c der Stauscheibe weist erstreckte Abschnitte 2f auf, so
daß das Ende 2d der Stauscheibe 2 in der Brennstoff-Ausstoßrichtung einmal weiter
erstreckt ist und einmal eine geringere Erstreckung aufweist. Hierdurch läßt sich die
Strömung der Verbrennungsluft zusätzlich beeinflussen und damit der Unterdruckbereich
jenseits der Stauscheibe 2 einstellen.In FIG. 4, in contrast to the embodiment according to FIG. 1, there is a
Wie zu erkennen ist, beginnen die einzelnen Lamellen 10, 12 allesamt entlang der
gleichen Ursprungslinie 14. Sofern die Lamellen durch Ausschneiden oder Herausstanzen
aus dem Material des Grundkörpers des Einsatzes 1 hergestellt werden, ist
dieses zu bevorzugen. Sofern jedoch das Material gezogen wird, kann die Ursprungslinie
der Lamellen 10 gegenüber der Ursprungslinie der Lamellen 12 auch
in Längserstreckungsrichtung versetzt sein.As can be seen, the
Der Abstand zwischen der hinteren Endlinie 2d der Stauscheibe 2 und dem vorderen
Ende 10c der Lamellen 10 kann erfahrungsgemäß bevorzugt ungefähr 0 bis 0,5 mal
dem Durchmesser des Einsatzes 1 betragen. The distance between the
Wie aus der Fig. 5 zu erkennen ist, kann die Teilung der Lamellen des Einsatzes
bzw. der jeweiligen Gruppen bzw. Stufen von Lamellen von 4 bis 24 oder sogar
darüber hinausgehen. Der Innendurchmesser der längeren Lamellen 12 kann zwischen
dem 0,5- und dem 1,5-fachen des Durchmessers der Stauscheibe 2 liegen.
Der bevorzugte Bereich liegt zwischen dem 0,7- und dem 1,3-fachen des Durchmessers
der Stauscheibe 2. Der Innendurchmesser, der durch die Lamellen 12
gebildet wird, kann etwa von dem 0,5- bis zu dem 2-fachen des Durchmessers der
Stauscheibe 2 angelegt sein, wobei jedoch ein Bereich vom 0,7- bis 1,7-fachen des
Durchmessers der Stauscheibe 2 bevorzugt wird.As can be seen from Fig. 5, the division of the slats of the insert
or the respective groups or levels of slats from 4 to 24 or even
go beyond. The inner diameter of the
Der Fig. 6 ist zusätzlich noch ein Überrohr 20 zu entnehmen, das dazu dient, die in
der Brennkammer vorhandenen Gase aufgrund der Flammengeschwindigkeit bzw.
des durch die Flamme bewirkten Gasstroms rezirkulieren zu lassen. Diese Maßnahme
kann zu einer zusätzlichen Nachverbrennung von Brennstoffresten führen. Das
Überrohr 20 kann dabei in etwa den gleichen Durchmesser wie der Einsatz 1
aufweisen oder aber einen etwas größeren Durchmesser als der Grundkörper des
Einsatzes 1 aufweist. Auch ein etwas kleinerer Durchmesser könnte durchaus als
zweckmäßig angesehen werden, wobei auch das Überrohr 20 mit den Lamellen 10,
12 entsprechenden Lamellen versehen sein könnte.FIG. 6 also shows an
Während bei den vorstehenden Ausführungsformen nur jeweils zwei Gruppen von
Lamellen 10, 12 beschrieben worden sind, ist es auch ohne weiteres möglich, eine
dritte oder weitere Gruppen von wenigstens im wesentlichen gleich ausgebildeten
Lamellen mit einer unterschiedlichen Längserstreckung vorzusehen.While in the above embodiments only two groups of each
Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung aus dem Einsatz 1, der
Stauscheibe 2 und der Düse 4 bzw. 5, die auch als Verbrennungskopf bezeichnet
werden könnte, ist unter anderem in einer ganz wesentlichen Reduzierung des
Anteils an Stickoxiden zu sehen.The main advantage of the arrangement according to the invention from
Der für einen erfindungsgemäßen Einsatz bzw. einen erfindungsgemäßen Verbrennungskopf zu veranschlagende Aufwand ist demgegenüber verhältnismäßig gering, so daß eine Kosten/Nutzenanalyse ganz eindeutig zugunsten des Nutzens ausfällt. Der erfindungsgemäße Einsatz läßt sich in sehr wirtschaftlicher Weise auch bei herkömmlichen Heizbrennern einsetzen. Die Umbauarbeiten, die hierfür erforderlich sind, sind nur sehr gering und lassen sich gegebenenfalls durch eine entsprechende Modifikation des erfindungsgemäß ausgebildeten Einsatzes in der Regel zum größten Teil erledigen.The one for an application according to the invention or a combustion head according to the invention In contrast, the estimated effort is relatively low, so that a cost / benefit analysis is clearly in favor of the benefit. The use according to the invention can also be used in a very economical manner use conventional heating burners. The renovation work required for this are, are only very small and can be, if necessary, by a corresponding Modification of the use designed according to the invention is usually the largest Do part.
In Fig. 7 ist eine Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt,
die hinsichtlich der Anordnung und Ausführung des Einsatzes 1 bzw. des Flammrohres
1, der Stauscheibe 2 und der Zündeinrichtung 3 bzw. der Brennstoffdüse 4
vergleichbar ausgebildet ist, wie die Ausfühungsform gemäß Fig. 1. Anstelle der
Ausführungsform gemäß Fig. 1 können natürlich auch entsprechende Ausbildungen
gemäß den Fig. 3, 4 oder 6 herangezogen werden, um die im folgenden erörterte
wesentliche technische Änderung vorzusehen.7 shows an embodiment according to the present invention,
those with regard to the arrangement and design of the
Gemäß Fig. 7 ist auf den länger erstreckten Lamellen 12 an der vorderen, einwärts
gerichteten Kante 12d der Lamellen 12 ein Ring 28 vorgesehen, der im wesentlichen
starr mit jeder der Lamellen 12 dieser Lamellengruppe verbunden ist. Der Ring 28
wirkt sowohl auf die Luftströme als auch auf die Flamme und die mechanische
Stabilität des Einsatzes 1 selbst stabilisierend. Dabei ist der Ring 28 vorzugsweise
geschlossen ausgebildet. 7 is on the
Durch diese sehr vorteilhafte Ausbildung ist es möglich, einerseits den Bereich, in
dem die Verbrennung auftritt, zu strecken, wodurch eine perfektere Verbrennung
erzielt wird, und andererseits ist es möglich, in einem durch den Ring 28 vorgegebenen
Bereich eine besonders strikte Führung der Flamme zur Verfügung zu stellen,
die aber durch die axialen Zwischenräume zwischen den kürzeren Lamellen 10 und
den längeren Lamellen 12 zumindest bereichsweise wieder aufgelöst werden kann.This very advantageous training makes it possible, on the one hand, to area in
which the combustion occurs to stretch, creating a more perfect combustion
is achieved, and on the other hand it is possible in a predetermined by the
Bei der in Fig. 8 dargestellten Ausführungsform ist ein dem Ring 28 entsprechender
Ring 26 an den kürzeren Lamellen 10 festgelegt. Auch hierdurch werden die in
Verbindung mit Fig. 7 erörterten und auch in der Beschreibungseinleitung dargelegten
Vorteile erzielt.In the embodiment shown in FIG. 8, one corresponding to the
Bei der in Fig. 9 dargestellten Ausführungsform sind beide Gruppen von Lamellen
10, 12 mit entsprechenden Ringen 26, 28 ausgestattet, so daß die erörterten Wirkungen
verstärkt werden können bzw. kombiniert werden können.In the embodiment shown in FIG. 9, both groups are
Claims (8)
- Insert for a device for igniting or burning fuels, more particularly for a heating devicea) by preference with a cylindrical main body (11) andb) with at least two sets of sections (10, 12) assigned to the main body (11), wherebyc) in the fuel ejection route or in the route of longitudinal extension of the insert (1), the sets of sections (10, 12) each end at different distances from a fuel ejector (4, 5), characterised in thatd) at least one retaining element (2) is situated in the area of the insert (1), before or in the course of the fuel ejection route ande) each set comprises sections (10, 12) which essentially have an identical inward curve towards the cylinder axis of the main body (11), whereby each section set ends at a diametral area.
- Insert according to Claim 1, characterised in that the front and/or rear sections (10, 12) are connected to one another in circumferential direction via a circulating extension (26, 28), whereby the extension(s) (26, 28), by preference, takes the form of a ring or a cylinder, extending in a radial and/or axial direction from the main body (11).
- Insert according to one of Claims 1 or 2, characterised in that, by preference, the retaining element (2) has a cylindrical, conical or funnel-shaped expanding area (2c), extending in the fuel ejection route or in the route of longitudinal extension of the fuel ejector (4, 5).
- Insert according to Claim 3, characterised in that the area (2c) has part areas (2f) which extend to differing degrees in the fuel ejection route or in the route of longitudinal extension of the fuel ejector (4, 5), and the retaining element (2), in particular around the essentially central opening (2a), may have recesses (2e) which are connected with the latter.
- Insert according to one of Claims 1 to 4, characterised in that a pipe (20) is provided as a continuation of the main body of the insert (1), by preference partly covering it.
- Insert according to one of Claims 1 to 5, characterised in that at least one further insert surrounding the insert is present, with sections (10, 12) which are directed inwards and/or extended to different degrees.
- Insert according to one of Claims 3 to 6, characterised in that the distance between one rearmost front edge (2d) of the retaining element (2), in the fuel ejection route or the route of longitudinal extension of the fuel ejector (4, 5), and the end (10c), provided in the route of longitudinal extension, of a similarly formed section or a corresponding stage is approximately 0 to 0.5 times the diameter D of the insert (1), whereby, if applicable, the diameter, particularly the internal diameter, which is formed by the shorter sections (10), is approximately equal to 0.7 to 1.3 times the diameter of the retaining element (2) or, if applicable, the diameter or internal diameter which is formed by the longer sections (12) or formed by the second stage or set of sections (12) is approximately equal to 0.7 to 1.7 times the diameter of the retaining element (2).
- Device for igniting or burning fuels, more particularly a heating devicea) with at least one fuel ejector (4, 5),b) with a combustion chamber,c) with an insert surrounding the fuel ejector (4, 5) in the fuel ejection route or in the extension route of the fuel ejector (4, 5), with the characteristics of at least one of Claims 1 - 7.
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