EP1363071A1 - Burner for a heating device - Google Patents

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EP1363071A1
EP1363071A1 EP03009959A EP03009959A EP1363071A1 EP 1363071 A1 EP1363071 A1 EP 1363071A1 EP 03009959 A EP03009959 A EP 03009959A EP 03009959 A EP03009959 A EP 03009959A EP 1363071 A1 EP1363071 A1 EP 1363071A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
baffle plate
cooling air
air supply
combustion chamber
burner according
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP03009959A
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German (de)
French (fr)
Inventor
Edgar Miesterfeldt
Steffen Weber
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Webasto SE
Original Assignee
Webasto Thermosysteme GmbH
Webasto Thermosysteme International GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Webasto Thermosysteme GmbH, Webasto Thermosysteme International GmbH filed Critical Webasto Thermosysteme GmbH
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Withdrawn legal-status Critical Current

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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
    • 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
    • F23D11/404—Flame tubes
    • 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
    • F23D11/408—Flow influencing devices in the air tube
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2214/00—Cooling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2900/00—Special features of, or arrangements for burners using fluid fuels or solid fuels suspended in a carrier gas
    • F23D2900/11401—Flame intercepting baffles forming part of burner head

Definitions

  • the invention relates to a burner for a mobile heater with a Primary combustion air supply to a combustion chamber in the area of a flame a baffle plate for accumulating the heat is arranged in the combustion chamber. Furthermore, the invention relates to a mobile heater for a vehicle with a such burner.
  • Baffles are used in burners of the type mentioned above, so that in Heat accumulated in the combustion chamber and thereby the size (especially the Length) of the combustion chamber can be reduced overall.
  • the baffle plate a flow obstacle that is generally transverse to the main flow direction of combustion air or fuel gases is arranged.
  • DE 42 18 629 A1 describes a combustion chamber, in particular for one Particulate filter regeneration in a motor vehicle exhaust system known in which A baffle plate is arranged inside the combustion chamber.
  • the baffle will red-hot during operation and therefore acts as a glow or ignition element.
  • On the combustion chamber is also a second combustion air supply device provided that in the flow direction of the fuel gases far behind the baffle further combustion air is directed tangentially into the combustion chamber in order to particularly homogeneous formation of the mixture of fuel and To achieve combustion air.
  • DE 33 41 305 A1 discloses a gasification oil burner with a baffle plate, which are arranged at the end of a flame tube and for generating a heat build-up is provided. With the gasification oil burner, secondary combustion air is in Direction of flow of the fuel gases far in front of the baffle plate into the flame tube initiated.
  • a burner head is also known from DE 36 18 987 A1, in which a baffle plate is arranged at the end of a flame tube to shorten the flame. Far ahead Secondary combustion air openings are provided on the baffle plate.
  • the baffle and their holder are made of a heat-resistant metal or ceramic.
  • Known baffles are created by the combustion Heat heated to temperatures from 1100 to 1300 ° C. With these Temperatures decrease the strength of metallic materials and corrosion favored. Known metallic baffles therefore deform in part and / or oxidize. Such sustained damage to the material of the Baffle plate can cause the burner to fail. With strongly cyclical Operating the burner with short heating and cooling phases will have this effect strengthened. Only through the use of highly heat-resistant materials, which at the same time are resistant to high temperature corrosion, can be known Burners can achieve the required baffle life. Such Materials lead to high costs for the baffle plate.
  • the invention has for its object to avoid the disadvantages mentioned and in particular a heater with a burner described at the beginning create, the baffle plate is cheaper to manufacture.
  • This object is achieved with a burner mentioned at the outset, in which a cooling air supply is provided in addition to the primary combustion air supply, with which air can flow against the baffle plate and be cooled.
  • the task is also a mobile heater for a vehicle with such Burner released.
  • baffle plate temperature lowered. Because of the lower achieved in this way The temperature of the baffle plate is cheaper, even when used Materials whose strength is higher and their corrosion reduced. So that's it Service life of the baffle plate according to the invention longer than that of conventional ones Paddle. Inexpensive material can be used for baffle plates according to the invention be used, which is also more cost-effective in processing is.
  • the strength of the cooling of the baffle can according to the invention by the pro Unit of time supplied amount of cooling air and by their temperature at Feed set and thus targeted a desired maximum temperature of the Baffle plate are ensured.
  • This maximum temperature can be just as high be chosen so that the baffle can still act as an ignition device.
  • the baffle plate is at a temperature between about 950 ° C and Cooled down to 1000 ° C.
  • the cooling air can be guided through closed, for example in Cross-section round or rectangular channels or through open, for example in Cross-section made of U-shaped or L-shaped channels.
  • the baffle plate is in the Essentially circular or the combustion chamber essentially circular cylindrical designed and with the cooling air supply, the air is essentially radial to Baffle plate supplied.
  • This type of air supply enables short Flow paths of the cooling air in the combustion chamber and therefore leads to only one relatively little heating of the cooling air by the combustion gases.
  • the baffle plate can be essentially circular or the combustion chamber be designed essentially circular cylindrical and with the cooling air supply Air is supplied essentially tangentially to the baffle plate.
  • the tangential Air flow leads to a particularly intensive cooling of the edge of the Baffle plate, while in the center of the baffle plate a relatively hot one Zone remains, which can be used for example to ignite a flame.
  • a particularly strong cooling is advantageously achieved by using Cooling air supply the cooling air is directed directly over the baffle plate.
  • the cooling according to the invention can thereby be advantageous be further developed that the baffle plate from the primary combustion air supply has facing away from the back and with the cooling air supply to the cooling air Back of the baffle is directed.
  • the cooling of the baffle affects with such a design, the flame does not form in the direction of flow the baffle plate. Furthermore, the cooling air becomes less of the main flow of the Combustion gases are torn away because they are in the "slipstream" of the baffle and their mounting feet.
  • the Cooling air supply is the amount of cooling air supplied per unit of time especially varied over the surface of the baffle plate.
  • the baffle can be cooled more in certain surface areas. In this way can also be a relatively uniform temperature over the surface be achieved. This is particularly advantageous if the baffle plate is not as Ignition element should act.
  • the cooling air should be used with the cooling air supply can be fed to the baffle plate simultaneously from several directions.
  • the number of partial cooling air flows is variable.
  • cooling air supply with a cooling air supply Swirl is conducted over the surface of the baffle plate. In this way, the Homogeneity and intensity of the cooling of the baffle plate also improved become.
  • cooling air supply according to the invention can be advantageous at the same time Secondary combustion air for the flame can be fed into the combustion chamber. On this way, one (with only a single additional air supply device) staged combustion with primary and secondary combustion air are generated while at the same time the baffle plate can be cooled and its temperature can be reduced.
  • the all the cooling air is advantageously blown into the combustion chamber, that it first cools the baffle plate and then the entire amount of cooling air supplied per unit of time as secondary combustion air in the Combustion chamber is used. This means that almost all of the combustion Oxygen of the cooling air for the oxidation of carbon in the fuel is being used.
  • Fig. 1 is a flame tube 10 of a burner, not shown mobile heater for a vehicle auxiliary heater in longitudinal section illustrated.
  • the flame tube 10 is circular cylindrical along an axis 12 designs and delimits a combustion chamber 14 in its interior.
  • combustion chamber 14 is located on the left in relation to FIG. 1 Not shown nozzle body of the burner, which is used as an atomizing burner is trained.
  • Liquid fuel is blown in at the nozzle body and from primary combustion air carried away.
  • the fuel atomizes at the nozzle assembly, is ignited there and flows as fuel gas along one illustrated by arrows 16 in FIG. 1 Main flow direction in the flame tube 10 along the axis 12 of the based on Fig. 1 left side to the right side.
  • the flame tube 10 is transverse to the axis 12 and substantially transverse to Main flow direction 16 with a substantially circular baffle plate 18 Using three or four mounting feet 18 (two of which are shown) on the inner surface of the flame tube 10 attached.
  • the baffle plate 18 is used for Accumulation of the fuel gases and the heat carried therein in the flame tube 10. Because of this heat-accumulating effect of the baffle plate 18, this can Flame tube 10 and thus the burner as a whole in the direction of axis 12 be relatively short.
  • a cooling air supply 22 is provided with which the baffle plate is related to it on Fig. 1 right side, i.e. on its back 24, cooling air flows against it can be.
  • the cooling air supply 22 leads to a during operation of the burner Reduction of the temperature of the baffle plate 18 compared to baffle plates conventional burner.
  • the cooling air supply 22 is formed with openings 26 that extend over the circumference the inner circumferential surface of the flame tube 10 distributed on a circle are.
  • the openings 26 are based on FIG. 1 on the right side of the Baffle plate 18 so that the cooling air supplied through the openings 26 immediately is directed to the rear 24 of the baffle plate 18.
  • air guide channels are connected, in the cooling air from a (also not shown) combustion air supply to the Heater is supplied.
  • the combustion air supply is usually with a Combustion air blower provided, that also for supplying the primary air to the nozzle body serves.
  • the shape of the openings 26 is designed with air guiding surfaces such that the cooling air through the flame tube 10 in the radial flow direction 28 is directed towards the center of the baffle plate 10 (see FIG. 2). To this In this way, the center of the baffle plate is proportionate to its edge strongly cooled because 18 turbulence forms in the slipstream of the baffle plate.
  • FIG. 3 An embodiment is illustrated in FIG. 3, in which air guiding surfaces on the Openings 26 and are provided on the associated air duct, which the cooling air in a tangential flow direction 30 to the baffle plate 18 to lead.
  • This type of flow to the baffle plate leads to a swirl 32 cooling air on the rear 24 of the baffle plate 18. Due to the swirl 32 the cooling air remains on the rear side 24 for a relatively long time, so that comparatively much thermal energy from the baffle plate 18 to the cooling air transforms.
  • the cooling air supply 22 is at the same time due to the arrangement of the openings 26 designed that the supplied air as secondary combustion air for the in the Combustion chamber 14 serves a burning flame. This leads to an effective and at the same time low-pollutant oxidation of the carbons present in the fuel.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Spray-Type Burners (AREA)

Abstract

The burner is for a mobile heating appliance with a primary combustion air feed (16) to a combustion chamber (14) in which in the region of a flame an impingement plate (18) for the accumulating of the heat in the combustion chamber is installed. In addition to the primary combustion air feed, a cooling air feed (22) is provided by which the impingement plate can be washed over and cooled by air. The impingement plate is in circular form or the combustion chamber is circular cylindrical form, and by means of the cooling air feed the air can be fed radially to the impingement plate. An Independent claim is included for a mobile heating appliance for vehicle and equipped with the proposed burner.

Description

Hintergrund der ErfindungBackground of the Invention

Die Erfindung betrifft einen Brenner für ein mobiles Heizgerät mit einer Primärbrennluftzuführung zu einer Brennkammer, in der im Bereich einer Flamme eine Prallscheibe zum Aufstauen der Hitze in der Brennkammer angeordnet ist. Ferner betrifft die Erfindung ein mobiles Heizgerät für ein Fahrzeug mit einem derartigen Brenner.The invention relates to a burner for a mobile heater with a Primary combustion air supply to a combustion chamber in the area of a flame a baffle plate for accumulating the heat is arranged in the combustion chamber. Furthermore, the invention relates to a mobile heater for a vehicle with a such burner.

Bei Brennern der oben genannten Art werden Prallscheiben verwendet, damit in der Brennkammer Hitze aufgestaut und dadurch die Baugröße (insbesondere die Länge) der Brennkammer insgesamt verringert werden kann. Die Prallscheibe stellt ein Strömungshindernis dar, das in der Regel quer zur Hauptströmungsrichtung von Verbrennungsluft bzw. Brenngasen angeordnet ist.Baffles are used in burners of the type mentioned above, so that in Heat accumulated in the combustion chamber and thereby the size (especially the Length) of the combustion chamber can be reduced overall. The baffle plate a flow obstacle that is generally transverse to the main flow direction of combustion air or fuel gases is arranged.

Mit Hilfe einer Prallscheibe können die folgenden Wirkungen erzielt werden:

  • die Strömung in der Brennkammer kann umgelenkt und Turbulenzen können erzeugt werden, die ein Vermischen von Brennstoff und Brennluft begünstigen,das Startverhalten kann verbessert werden, weil insbesondere so genannte" Totwassergebiete" geschaffen werden können, und
  • das Ausbrennverhalten kann, insbesondere bei nicht genügender Zerstäubung des Brennstoffs, verbessert werden, weil nicht verdampfte Brennstofftröpfchen der Strömungsumlenkung an der Prallscheibe nicht folgen können und daher auf die Webasto Prallscheibe auftreffen; auf der Prallscheibe verdampfen die Tröpfchen, was durch eine hohe Temperatur der Prallscheibe begünstigt wird.
The following effects can be achieved with the help of a baffle plate:
  • the flow in the combustion chamber can be redirected and turbulence can be generated which promotes mixing of the fuel and combustion air, the starting behavior can be improved because so-called "dead water areas" in particular can be created, and
  • the burn-out behavior can be improved, in particular if the fuel is not atomized sufficiently, because unevaporated fuel droplets cannot follow the flow deflection on the baffle plate and therefore strike the Webasto baffle plate; The droplets evaporate on the baffle plate, which is promoted by a high temperature of the baffle plate.

Aus DE 100 19 198 A1 und DE 100 39 152 A1 sind gattungsgemäße Zerstäuberbrenner bekannt, bei denen ein Staukörper bzw. eine Prallscheibe quer vor einem Düsenkörper angeordnet ist.DE 100 19 198 A1 and DE 100 39 152 A1 are generic Atomizer burners are known in which a bluff or a baffle plate crosswise is arranged in front of a nozzle body.

Aus DE 42 18 629 A1 ist eine Brennkammer, insbesondere für eine Partikelfilterregenerierung in einer Kraftfahrzeug-Abgasanlage bekannt, bei der im Inneren der Brennkammer eine Prallscheibe angeordnet ist. Die Prallscheibe wird während des Betriebs rotglühend und wirkt daher als Glüh- bzw. Zündelement. An der Brennkammer ist ferner eine zweite Verbrennungsluft-Zuführeinrichtung vorgesehen, die in Strömungsrichtung der Brenngase weit hinter der Prallscheibe weitere Verbrennungsluft tangential gerichtet in die Brennkammer einleitet, um eine besonders homogene Ausbildung des Gemisches aus Brennstoff und Verbrennungsluft zu erzielen.DE 42 18 629 A1 describes a combustion chamber, in particular for one Particulate filter regeneration in a motor vehicle exhaust system known in which A baffle plate is arranged inside the combustion chamber. The baffle will red-hot during operation and therefore acts as a glow or ignition element. On the combustion chamber is also a second combustion air supply device provided that in the flow direction of the fuel gases far behind the baffle further combustion air is directed tangentially into the combustion chamber in order to particularly homogeneous formation of the mixture of fuel and To achieve combustion air.

Aus DE 33 41 305 A1 ist ein Vergasungsölbrenner mit einer Prallscheibe bekannt, die am Ende eines Flammrohres angeordnet und zum Erzeugen eines Hitzestaus vorgesehen ist. Bei dem Vergasungsölbrenner wird Sekundärbrennluft in Strömungsrichtung der Brenngase weit vor der Prallscheibe in das Flammrohr eingeleitet.DE 33 41 305 A1 discloses a gasification oil burner with a baffle plate, which are arranged at the end of a flame tube and for generating a heat build-up is provided. With the gasification oil burner, secondary combustion air is in Direction of flow of the fuel gases far in front of the baffle plate into the flame tube initiated.

Auch aus DE 36 18 987 A1 ist ein Brennerkopf bekannt, bei dem eine Prallscheibe am Ende eines Flammrohres zur Verkürzung der Flamme angeordnet ist. Weit vor der Prallscheibe sind Sekundärbrennluftöffnungen vorgesehen. Die Prallscheibe und ihr Halter sind aus einem hitzebeständigen Metall oder Keramik hergestellt.A burner head is also known from DE 36 18 987 A1, in which a baffle plate is arranged at the end of a flame tube to shorten the flame. Far ahead Secondary combustion air openings are provided on the baffle plate. The baffle and their holder are made of a heat-resistant metal or ceramic.

Bekannte Prallscheiben werden durch die bei der Verbrennung entstehende Wärme auf Temperaturen von 1100 bis zu 1300 °C aufgeheizt. Bei diesen Temperaturen sinkt die Festigkeit von metallischen Werkstoffen und Korrosion wird begünstigt. Bekannte metallische Prallscheiben verformen sich daher zum Teil und/oder oxidieren. Eine derart nachhaltige Schädigung des Werkstoffs der Prallscheibe kann zu einem Ausfall des Brenners führen. Bei stark zyklischem Betrieb des Brenners mit kurzen Aufheiz- und Abkühlphasen wird dieser Effekt verstärkt. Nur durch den Einsatz von hochwarmfesten Werkstoffen, die gleichzeitig widerstandsfähig gegen Hochtemperaturkorrosion sind, können bei bekannten Brennern die geforderten Prallscheiben-Standzeiten realisiert werden. Solche Werkstoffe führen zu hohen Kosten für die Prallscheibe.Known baffles are created by the combustion Heat heated to temperatures from 1100 to 1300 ° C. With these Temperatures decrease the strength of metallic materials and corrosion favored. Known metallic baffles therefore deform in part and / or oxidize. Such sustained damage to the material of the Baffle plate can cause the burner to fail. With strongly cyclical Operating the burner with short heating and cooling phases will have this effect strengthened. Only through the use of highly heat-resistant materials, which at the same time are resistant to high temperature corrosion, can be known Burners can achieve the required baffle life. Such Materials lead to high costs for the baffle plate.

Zugrundeliegende AufgabeUnderlying task

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile zu vermeiden und insbesondere ein Heizgerät mit einem eingangs beschriebenen Brenner zu schaffen, dessen Prallscheibe kostengünstiger herzustellen ist.The invention has for its object to avoid the disadvantages mentioned and in particular a heater with a burner described at the beginning create, the baffle plate is cheaper to manufacture.

Erfindungsgemäße LösungSolution according to the invention

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß mit einem eingangs genannten Brenner gelöst, bei dem außer der Primärbrennluftzuführung eine Kühlluftzuführung vorgesehen ist, mit der die Prallscheibe von Luft angeströmt und gekühlt werden kann. Die Aufgabe ist ferner mit einem mobilen Heizgerät für ein Fahrzeug mit einem derartigen Brenner gelöst.This object is achieved with a burner mentioned at the outset, in which a cooling air supply is provided in addition to the primary combustion air supply, with which air can flow against the baffle plate and be cooled. The task is also a mobile heater for a vehicle with such Burner released.

Mit der erfindungsgemäßen Kühlung der Prallscheibe wird die Prallscheibentemperatur abgesenkt. Aufgrund der so erzielten niedrigeren Temperatur der Prallscheibe ist, auch bei Verwendung kostengünstigerer Materialien, deren Festigkeit höher und deren Korrosion reduziert. Damit ist die Standzeit der erfindungsgemäßen Prallscheibe länger, als bei herkömmlichen Prallscheiben. Für erfindungsgemäße Prallscheiben kann preiswerteres Material verwendet werden, das darüber hinaus auch bei der Verarbeitung kostengünstiger ist.With the cooling of the baffle plate according to the invention Baffle plate temperature lowered. Because of the lower achieved in this way The temperature of the baffle plate is cheaper, even when used Materials whose strength is higher and their corrosion reduced. So that's it Service life of the baffle plate according to the invention longer than that of conventional ones Paddle. Inexpensive material can be used for baffle plates according to the invention be used, which is also more cost-effective in processing is.

Die Stärke der Kühlung der Prallscheibe kann erfindungsgemäß durch die pro Zeiteinheit zugeführte Menge an Kühlluft und durch deren Temperatur beim Zuführen eingestellt und so gezielt eine gewünschte Maximaltemperatur der Prallscheibe sichergestellt werden. Diese Maximaltemperatur kann gerade so hoch gewählt werden, dass die Prallscheibe noch als Zündvorrichtung wirken kann. In der Regel wird die Prallscheibe auf eine Temperatur zwischen etwa 950 °C und 1000 °C abgekühlt.The strength of the cooling of the baffle can according to the invention by the pro Unit of time supplied amount of cooling air and by their temperature at Feed set and thus targeted a desired maximum temperature of the Baffle plate are ensured. This maximum temperature can be just as high be chosen so that the baffle can still act as an ignition device. In usually the baffle plate is at a temperature between about 950 ° C and Cooled down to 1000 ° C.

Das Führen der kühlenden Luft kann durch geschlossene, beispielsweise im Querschnitt runde oder rechteckige Kanäle oder durch offene, beispielsweise im Querschnitt U-förmige oder L-förmige Kanäle erfolgen.The cooling air can be guided through closed, for example in Cross-section round or rectangular channels or through open, for example in Cross-section made of U-shaped or L-shaped channels.

Vorteilhafte Weiterbildungen der ErfindungAdvantageous developments of the invention

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Prallscheibe im Wesentlichen kreisförmig bzw. die Brennkammer im Wesentlichen kreiszylindrisch gestaltet und mit der Kühlluftzuführung wird die Luft im Wesentlichen radial zur Prallscheibe zugeführt. Diese Art der Luftzuführung ermöglicht kurze Strömungswege der Kühlluft in der Brennkammer und führt daher zu einer nur verhältnismäßig geringen Erwärmung der Kühlluft durch die Verbrennungsgase.In an advantageous development of the invention, the baffle plate is in the Essentially circular or the combustion chamber essentially circular cylindrical designed and with the cooling air supply, the air is essentially radial to Baffle plate supplied. This type of air supply enables short Flow paths of the cooling air in the combustion chamber and therefore leads to only one relatively little heating of the cooling air by the combustion gases.

Ferner kann die Prallscheibe im Wesentlichen kreisförmig bzw. die Brennkammer im Wesentlichen kreiszylindrisch gestaltet sein und mit der Kühlluftzuführung die Luft im Wesentlichen tangential zur Prallscheibe zugeführt werden. Die tangentiale Strömung der Luft führt zu einer besonders intensiven Kühlung des Randes der Prallscheibe, während im Zentrum der Prallscheibe eine verhältnismäßig heiße Zone verbleibt, die beispielsweise zum Zünden einer Flamme genutzt werden kann.Furthermore, the baffle plate can be essentially circular or the combustion chamber be designed essentially circular cylindrical and with the cooling air supply Air is supplied essentially tangentially to the baffle plate. The tangential Air flow leads to a particularly intensive cooling of the edge of the Baffle plate, while in the center of the baffle plate a relatively hot one Zone remains, which can be used for example to ignite a flame.

Eine besonders starke Kühlung wird vorteilhaft erzielt, indem mit der Kühlluftzuführung die kühlende Luft direkt über die Prallscheibe geleitet wird.A particularly strong cooling is advantageously achieved by using Cooling air supply the cooling air is directed directly over the baffle plate.

Darüber hinaus kann die erfindungsgemäße Kühlung dadurch vorteilhaft weitergebildet sein, dass die Prallscheibe eine von der Primärbrennluftzuführung abgewandte Rückseite aufweist und mit der Kühlluftzuführung die kühlende Luft zur Rückseite der Prallscheibe geleitet wird. Die Kühlung der Prallscheibe beeinflusst bei einer derartigen Gestaltung nicht die Flammbildung in Strömungsrichtung vor der Prallscheibe. Ferner wird die kühlende Luft weniger von der Hauptströmung der Verbrennungsgase weggerissen, weil sie sich im "Windschatten" der Prallscheibe und deren Befestigungsfüßen befindet.In addition, the cooling according to the invention can thereby be advantageous be further developed that the baffle plate from the primary combustion air supply has facing away from the back and with the cooling air supply to the cooling air Back of the baffle is directed. The cooling of the baffle affects with such a design, the flame does not form in the direction of flow the baffle plate. Furthermore, the cooling air becomes less of the main flow of the Combustion gases are torn away because they are in the "slipstream" of the baffle and their mounting feet.

Bei einer weiteren vorteilhaften Gestaltung der Erfindung wird mit der Kühlluftzuführung die Menge der pro Zeiteinheit zugeführten kühlenden Luft insbesondere über die Oberfläche der Prallscheibe variiert. Die Prallscheibe kann so an bestimmten Oberflächengebieten stärker gekühlt werden. Auf diese Weise kann auch eine über die Oberfläche verhältnismäßig gleichmäßige Temperatur erzielt werden. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn die Prallscheibe nicht als Zündelement wirken soll.In a further advantageous embodiment of the invention, the Cooling air supply is the amount of cooling air supplied per unit of time especially varied over the surface of the baffle plate. The baffle can be cooled more in certain surface areas. In this way can also be a relatively uniform temperature over the surface be achieved. This is particularly advantageous if the baffle plate is not as Ignition element should act.

Um über die gesamte Prallscheibe hinweg eine ausgewogene und verhältnismäßig starke Kühlwirkung zu erzielen, sollte mit der Kühlluftzuführung die kühlende Luft gleichzeitig aus mehreren Richtungen zur Prallscheibe zugeführt werden. Die Anzahl der Teil-Kühlluftströme ist dabei variabel.To be balanced and proportionate across the entire baffle To achieve a strong cooling effect, the cooling air should be used with the cooling air supply can be fed to the baffle plate simultaneously from several directions. The The number of partial cooling air flows is variable.

Ferner ist es vorteilhaft, dass mit der Kühlluftzuführung die kühlende Luft mit einem Drall über die Oberfläche der Prallscheibe geleitet wird. Auf diese Weise kann die Homogenität und Intensität der Kühlung der Prallscheibe ebenfalls verbessert werden.It is also advantageous that the cooling air supply with a cooling air supply Swirl is conducted over the surface of the baffle plate. In this way, the Homogeneity and intensity of the cooling of the baffle plate also improved become.

Schließlich kann mit der erfindungsgemäßen Kühlluftzuführung vorteilhaft zugleich Sekundärbrennluft für die Flamme in die Brennkammer zugeführt werden. Auf diese Weise kann (mit nur einer einzigen weiteren Luftzuführeinrichtung) eine gestufte Verbrennung mit Primär- und Sekundärbrennluft erzeugt werden, während gleichzeitig die Prallscheibe gekühlt und ihre Temperatur abgesenkt werden kann.Finally, the cooling air supply according to the invention can be advantageous at the same time Secondary combustion air for the flame can be fed into the combustion chamber. On this way, one (with only a single additional air supply device) staged combustion with primary and secondary combustion air are generated while at the same time the baffle plate can be cooled and its temperature can be reduced.

Um den Effekt der gestuften Verbrennung möglichst stark zu nutzen, kann die gesamte kühlende Luft vorteilhaft so in die Brennkammer eingeblasen werden, dass sie zunächst die Prallscheibe kühlt und nachfolgend die gesamte Menge der pro Zeiteinheit zugeführten kühlenden Luft als Sekundärbrennluft in der Brennkammer dient. Dies bedeutet, dass bei der Verbrennung nahezu der gesamte Sauerstoff der kühlenden Luft für die Oxidation des Kohlenstoffs im Brennstoff genutzt wird.To make the most of the effect of staged combustion, the all the cooling air is advantageously blown into the combustion chamber, that it first cools the baffle plate and then the entire amount of cooling air supplied per unit of time as secondary combustion air in the Combustion chamber is used. This means that almost all of the combustion Oxygen of the cooling air for the oxidation of carbon in the fuel is being used.

Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Brenners anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1
einen stark vereinfachten Längsschnitt einer Brennkammer eines erfindungsgemäßen Brenners für ein mobiles Heizgerät,
Fig. 2
eine Seitenansicht einer Prallscheibe in der Brennkammer gemäß Fig. 1, und
Fig. 3
eine Seitenansicht einer Prallscheibe bei einem zweiten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brenners.
Exemplary embodiments of a burner according to the invention are explained in more detail below with the aid of the attached schematic drawings. It shows:
Fig. 1
a greatly simplified longitudinal section of a combustion chamber of a burner according to the invention for a mobile heater,
Fig. 2
a side view of a baffle plate in the combustion chamber of FIG. 1, and
Fig. 3
a side view of a baffle plate in a second embodiment of a burner according to the invention.

Detaillierte Beschreibung der AusführungsbeispieleDetailed description of the exemplary embodiments

In Fig. 1 ist ein Flammrohr 10 eines weiter nicht dargestellten Brenners eines mobilen Heizgerätes für eine Fahrzeug-Zusatzheizung im Längsschnitt veranschaulicht. Das Flammrohr 10 ist längs einer Achse 12 kreiszylindrisch gestaltet und begrenzt in seinem Inneren eine Brennkammer 14.In Fig. 1 is a flame tube 10 of a burner, not shown mobile heater for a vehicle auxiliary heater in longitudinal section illustrated. The flame tube 10 is circular cylindrical along an axis 12 designs and delimits a combustion chamber 14 in its interior.

In der Brennkammer 14 befindet sich an der bezogen auf Fig. 1 linken Seite ein nicht dargestellter Düsenkörper des Brenners, der als Zerstäuberbrenner ausgebildet ist.In the combustion chamber 14 is located on the left in relation to FIG. 1 Not shown nozzle body of the burner, which is used as an atomizing burner is trained.

Am Düsenkörper wird flüssiger Brennstoff eingeblasen und von Primärbrennluft mitgerissen. Der Brennstoff zerstäubt am Düsenstock, wird dort entzündet und strömt als Brenngas längs einer in Fig. 1 mit Pfeilen 16 veranschaulichten Hauptströmungsrichtung in dem Flammrohr 10 längs der Achse 12 von der bezogen auf Fig. 1 linken Seite zur rechten Seite. Liquid fuel is blown in at the nozzle body and from primary combustion air carried away. The fuel atomizes at the nozzle assembly, is ignited there and flows as fuel gas along one illustrated by arrows 16 in FIG. 1 Main flow direction in the flame tube 10 along the axis 12 of the based on Fig. 1 left side to the right side.

Im Flammrohr 10 ist quer zur Achse 12 und im wesentlichen quer zur Hauptströmungsrichtung 16 eine im wesentlichen kreisförmige Prallscheibe 18 mit Hilfe von drei oder vier Befestigungsfüßen 18 (zwei davon sind dargestellt) an der inneren Mantelfläche des Flammrohrs 10 befestigt. Die Prallscheibe 18 dient zum Aufstauen der Brenngase und der darin mitgeführten Hitze im Flammrohr 10. Aufgrund dieser hitzestauenden Wirkung der Prallscheibe 18 können das Flammrohr 10 und damit der Brenner insgesamt in Richtung der Achse 12 verhältnismäßig kurz ausgebildet sein.In the flame tube 10 is transverse to the axis 12 and substantially transverse to Main flow direction 16 with a substantially circular baffle plate 18 Using three or four mounting feet 18 (two of which are shown) on the inner surface of the flame tube 10 attached. The baffle plate 18 is used for Accumulation of the fuel gases and the heat carried therein in the flame tube 10. Because of this heat-accumulating effect of the baffle plate 18, this can Flame tube 10 and thus the burner as a whole in the direction of axis 12 be relatively short.

Damit die Prallscheibe 18 aus einem vergleichsweise kostengünstigen Material hergestellt werden kann und nicht teure hochtemperaturfeste und stark korrosionsresistente Materialien für die Prallscheibe verwendet werden müssen, ist eine Kühlluftzuführung 22 vorgesehen, mit der die Prallscheibe auf ihrer bezogen auf Fig. 1 rechten Seite, d.h. auf ihrer Rückseite 24 von kühlender Luft angeströmt werden kann.So that the baffle plate 18 made of a comparatively inexpensive material can be manufactured and not expensive high temperature resistant and strong corrosion-resistant materials for the baffle plate must be used a cooling air supply 22 is provided with which the baffle plate is related to it on Fig. 1 right side, i.e. on its back 24, cooling air flows against it can be.

Die Kühlluftzuführung 22 führt während des Betriebs des Brenners zu einer Verringerung der Temperatur der Prallscheibe 18 im Vergleich zu Prallscheiben herkömmlicher Brenner.The cooling air supply 22 leads to a during operation of the burner Reduction of the temperature of the baffle plate 18 compared to baffle plates conventional burner.

Ausgebildet ist die Kühlluftzuführung 22 mit Öffnungen 26, die über den Umfang der inneren Mantelfläche des Flammrohrs 10 verteilt auf einem Kreis angeordnet sind. Die Öffnungen 26 liegen bezogen auf Fig. 1 auf der rechten Seite der Prallscheibe 18, so dass die durch die Öffnungen 26 zugeführte Kühlluft unmittelbar zur Rückseite 24 der Prallscheibe 18 gelenkt wird.The cooling air supply 22 is formed with openings 26 that extend over the circumference the inner circumferential surface of the flame tube 10 distributed on a circle are. The openings 26 are based on FIG. 1 on the right side of the Baffle plate 18 so that the cooling air supplied through the openings 26 immediately is directed to the rear 24 of the baffle plate 18.

An den Öffnungen 26 sind nicht dargestellte Luftführungskanäle angeschlossen, in die kühlende Luft von einer (ebenfalls nicht dargestellten) Brennluftversorgung des Heizgerätes zugeführt wird. Die Brennluftversorgung ist in der Regel mit einem Brennluftgebläse versehen, das auch zum Zuführen der Primärluft am Düsenkörper dient. At the openings 26, air guide channels, not shown, are connected, in the cooling air from a (also not shown) combustion air supply to the Heater is supplied. The combustion air supply is usually with a Combustion air blower provided, that also for supplying the primary air to the nozzle body serves.

Die Form der Öffnungen 26 ist mit Luftleitflächen derart gestaltet, dass die kühlende Luft durch das Flammrohr 10 in radialer Strömungsrichtung 28 nach innen auf das Zentrum der Prallscheibe 10 gerichtet ist (siehe Fig. 2). Auf diese Weise wird die Mitte der Prallscheibe im Vergleich zu deren Rand verhältnismäßig stark gekühlt, weil sich im Windschatten der Prallscheibe 18 Turbulenzen bilden.The shape of the openings 26 is designed with air guiding surfaces such that the cooling air through the flame tube 10 in the radial flow direction 28 is directed towards the center of the baffle plate 10 (see FIG. 2). To this In this way, the center of the baffle plate is proportionate to its edge strongly cooled because 18 turbulence forms in the slipstream of the baffle plate.

In Fig. 3 ist eine Ausführungsform veranschaulicht, bei der Luftleitflächen an den Öffnungen 26 und an den zugehörigen Luftführungskanälen vorgesehen sind, die die kühlende Luft in einer tangentialen Strömungsrichtung 30 zur Prallscheibe 18 führen. Diese Art der Anströmung der Prallscheibe führt zu einem Drall 32 der kühlenden Luft an der Rückseite 24 der Prallscheibe 18. Aufgrund des Dralls 32 verweilt die kühlende Luft verhältnismäßig lange an der Rückseite 24, so dass vergleichsweise viel Wärmeenergie von der Prallscheibe 18 auf die kühlende Luft übergeht.An embodiment is illustrated in FIG. 3, in which air guiding surfaces on the Openings 26 and are provided on the associated air duct, which the cooling air in a tangential flow direction 30 to the baffle plate 18 to lead. This type of flow to the baffle plate leads to a swirl 32 cooling air on the rear 24 of the baffle plate 18. Due to the swirl 32 the cooling air remains on the rear side 24 for a relatively long time, so that comparatively much thermal energy from the baffle plate 18 to the cooling air transforms.

Die Kühlluftzuführung 22 ist aufgrund der Anordnung der Öffnungen 26 zugleich so gestaltet, dass die zugeführte Luft als Sekundärbrennluft für die in der Brennkammer 14 brennende Flamme dient. Dies führt zu einer wirkungsvollen und zugleich schadstoffarmen Oxidation der im Brennstoff vorhandenen Kohlenstoffe. The cooling air supply 22 is at the same time due to the arrangement of the openings 26 designed that the supplied air as secondary combustion air for the in the Combustion chamber 14 serves a burning flame. This leads to an effective and at the same time low-pollutant oxidation of the carbons present in the fuel.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Flammrohrflame tube
1212
Achseaxis
1414
Brennkammercombustion chamber
1616
Hauptströmungsrichtung der PrimärluftMain flow direction of the primary air
1818
Prallscheibebaffle plate
2020
Befestigungsfüßemounting feet
2222
KühlluftzuführungCooling air supply
2424
Rückseiteback
2626
Öffnungenopenings
2828
radiale Strömungsrichtungradial flow direction
3030
tangentiale Strömungsrichtungtangential flow direction
3232
Dralltwist

Claims (11)

Brenner für ein mobiles Heizgerät mit einer Primärbrennluftzuführung (16) zu einer Brennkammer (14), in der im Bereich einer Flamme eine Prallscheibe (18) zum Aufstauen der Hitze in der Brennkammer (14) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass außer der Primärbrennluftzuführung (16) eine Kühlluftzuführung (22) vorgesehen ist, mit der die Prallscheibe (18) von Luft angeströmt und gekühlt werden kann.Burner for a mobile heater with a primary combustion air supply (16) to a combustion chamber (14), in which a baffle plate (18) for accumulating the heat in the combustion chamber (14) is arranged in the area of a flame, characterized in that in addition to the primary combustion air supply ( 16) a cooling air supply (22) is provided, with which the baffle plate (18) can be flown and cooled by air. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Prallscheibe (18) im Wesentlichen kreisförmig bzw. die Brennkammer (14) im Wesentlichen kreiszylindrisch gestaltet ist und mit der Kühlluftzuführung (22) die Luft im Wesentlichen radial zur Prallscheibe (18) zugeführt werden kann.Burner according to claim 1, characterized in that the baffle plate (18) is substantially circular or the combustion chamber (14) is substantially circular-cylindrical and the air can be supplied essentially radially to the baffle plate (18) with the cooling air supply (22). Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Prallscheibe (18) im Wesentlichen kreisförmig bzw. die Brennkammer (14) im Wesentlichen kreiszylindrisch gestaltet ist und mit der Kühlluftzuführung (22) die Luft im Wesentlichen tangential zur Prallscheibe (18) zugeführt werden kann.Burner according to claim 1, characterized in that the baffle plate (18) is essentially circular or the combustion chamber (14) is essentially circular-cylindrical and the air can be supplied essentially tangentially to the baffle plate (18) with the cooling air supply (22). Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Kühlluftzuführung (22) die kühlende Luft direkt über die Prallscheibe (18) geleitet werden kann.Burner according to one of claims 1 to 3, characterized in that with the cooling air supply (22) the cooling air can be passed directly over the baffle plate (18). Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Prallscheibe (18) eine von der Primärbrennluftzuführung (16) abgewandte Rückseite (24) aufweist und mit der Kühlluftzuführung (22) die kühlende Luft zur Rückseite (24) der Prallscheibe (18) geleitet werden kann.Burner according to one of claims 1 to 4, characterized in that the baffle plate (18) has a rear side (24) facing away from the primary combustion air supply (16) and with the cooling air supply (22) the cooling air to the rear side (24) of the baffle plate (18 ) can be directed. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Kühlluftzuführung (22) die Menge der pro Zeiteinheit zugeführten kühlenden Luft insbesondere über die Oberfläche der Prallscheibe (18) variiert werden kann.Burner according to one of claims 1 to 5, characterized in that with the cooling air supply (22) the amount of cooling air supplied per unit time can be varied in particular over the surface of the baffle plate (18). Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Kühlluftzuführung (22) die kühlende Luft gleichzeitig aus mehreren Richtungen (26, 28, 30) zur Prallscheibe (18) geführt werden kann.Burner according to one of claims 1 to 6, characterized in that with the cooling air supply (22) the cooling air can be guided simultaneously from several directions (26, 28, 30) to the baffle plate (18). Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Kühlluftzuführung (22) die kühlende Luft mit einem Drall (32) über die Oberfläche der Prallscheibe (18) geleitet werden kann.Burner according to one of claims 1 to 7, characterized in that with the cooling air supply (22) the cooling air can be conducted with a swirl (32) over the surface of the baffle plate (18). Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Kühlluftzuführung (22) zugleich Sekundärbrennluft für die Flamme in die Brennkammer (14) zugeführt werden kann.Burner according to one of claims 1 to 8, characterized in that the combustion air supply (22) can simultaneously supply secondary combustion air for the flame into the combustion chamber (14). Brenner nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die gesamte Menge der pro Zeiteinheit zugeführten kühlenden Luft nach dem Kühlen der Prallscheibe (18) als Sekundärbrennluft dient.Burner according to claim 9, characterized in that the total amount of cooling air supplied per unit of time after cooling the baffle plate (18) serves as secondary combustion air. Mobiles Heizgerät für ein Fahrzeug mit einem Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 10.Mobile heater for a vehicle with a burner according to one of the Claims 1 to 10.
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