EP1533566A2

EP1533566A2 - Mixing device for burner

Info

Publication number: EP1533566A2
Application number: EP04026676A
Authority: EP
Inventors: Paul Bognar
Original assignee: Meku Metallverarbeitungs & Co KG GmbH
Current assignee: Meku Metallverarbeitungs & Co KG GmbH
Priority date: 2003-11-18
Filing date: 2004-11-10
Publication date: 2005-05-25
Also published as: DE20317839U1; EP1533566A3

Abstract

The burner assembly, using oil or gas fossil fuel, has a burner pipe (10) with a flame pipe (12) and a nozzle stock (20) is within the burner pipe. A disk (14) with a center opening separates the interiors of the flame and burner pipes. An air jet (18), coaxial with the disk opening and tapering into the flame pipe, has an outer diameter larger than the disk opening diameter tapering down to pass through the opening and be supported at its periphery by the opening edge.

Description

Die Erfindung betrifft eine Mischeinrichtung für einen Brenner für fossile Brennstoffe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a mixing device for a burner for fossil fuels according to the preamble of claim 1.

Bei Brennern für fossile Brennstoffe, insbesondere für Öl oder Gas, wird der Brennstoff über einen Düsenstock in ein Flammrohr eingedüst. Die Verbrennungsluft wird mittels eines Gebläses über ein Brennerrohr zugeführt, welches den Düsenstock koaxial aufnimmt. Eine Trennscheibe schließt den Innenraum des Brennerrohres gegen den Innenraum des sich axial anschließenden Flammrohres ab. Die Verbrennungsluft wird durch eine Düse der in dem Flammrohr brennenden Flamme zugeführt. Die Düse ist an einer zentrischen Öffnung der Trennscheibe angeordnet und umschließt koaxial den Düsenstock. Eine Mischeinrichtung dieser Gattung ist beispielsweise aus der EP 0 777 084 B1 bekannt. Bei dieser bekannten Mischeinrichtung ist die sich konisch verjüngende Luftdüse auf der stromabseitigen Flammrohrseite der Trennscheibe angeordnet und an der Trennscheibe starr befestigt.For burners for fossil fuels, especially for oil or Gas, the fuel through a nozzle in a flame tube injected. The combustion air is by means of a blower supplied via a burner tube, which coaxially the nozzle receives. A cutting disc closes the interior of the Burner tube against the interior of the axially adjoining Flame tube off. The combustion air is through a nozzle supplied to the burning flame in the flame tube. The nozzle is arranged at a central opening of the cutting disc and Coaxially surrounds the nozzle. A mixing device of this Genus is known for example from EP 0 777 084 B1. In this known mixing device which is conical tapered air nozzle on the downstream side of the flame tube the cutting disc and arranged on the cutting disc rigidly attached.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Mischeinrichtung für einen Brenner für fossile Brennstoffe dieser Gattung in Bezug auf seine Verbrennungscharakteristik weiter zu verbessern.The invention is based on the object, a mixing device for a fossil fuel burner of this genus with regard to its combustion characteristics.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Mischeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.This object is achieved by a mixing device with the features of claim 1.

Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous embodiments of the invention are in the subclaims specified.

Bei der erfindungsgemäßen Mischeinrichtung ist die Luftdüse an der stromaufseitigen Brennerrohrseite der Trennscheibe angeordnet und taucht mit ihrem sich konisch verjüngenden Austrittsende in die zentrische Öffnung der Trennscheibe ein. Die Luftdüse ragt daher nur über eine geringe axiale Länge in das Flammrohr.In the mixing device according to the invention, the air nozzle is on the upstream burner tube side of the blade arranged and dives with her conically rejuvenating Insert the outlet end into the centric opening of the cutting disc. The air nozzle therefore protrudes only over a small axial length in the flame tube.

Da die Luftdüse mit dem koaxial in der Luftdüse angeordneten Düsenstock nur wenig in das Flammrohr hineinragt, ergibt sich nur ein minimaler axialer Abstand zwischen dem Luftaustritt der Luftdüse und der Trennscheibe, der als toter Raum in dem Flammrohr wirken kann, in welchem sich nicht vollständig verbrannte Verbrennungsgase abkühlen und einen Rußniederschlag bewirken können.Since the air nozzle with the coaxial arranged in the air nozzle Nozzle stick only slightly protrudes into the flame tube, results only a minimal axial distance between the air outlet the air nozzle and the cutting disc acting as a dead space in the Flame tube can act in which was not completely burned Cool combustion gases and a Rußniederschlag can effect.

Durch die Trennscheibe wird die von dem Gebläse zugeführte Verbrennungsluft in dem Brennerrohr gestaut, um den erforderlichen Druck der Verbrennungsluft aufzubauen. Der Lufteintritt der konischen Luftdüse befindet sich im Inneren des Volumens des Brennerrohres. Die Verbrennungsluft strömt daher laminar an der glatten konischen Innenwand der Luftdüse entlang, so dass eine optimale Luftführung gewährleistet ist. Da sich die Luftdüse mit ihrem Außenumfang an der Trennscheibe abstützt, sind keine Stufen in dem Strömungsweg der Verbrennungsluft durch die Luftdüse vorhanden, die Turbulenzen verursachen könnten.Through the cutting disc is supplied by the blower Combustion air dammed in the burner tube to the required Build up pressure of the combustion air. The air intake the conical air nozzle is inside the volume of the burner tube. The combustion air therefore flows laminar along the smooth conical inner wall of the air nozzle, so that an optimal air flow is ensured. Since the Air nozzle with its outer circumference supported on the cutting disc, are not stages in the flow path of the combustion air through the air nozzle, which cause turbulence could.

Die Luftdüse sitzt mit ihrer konischen äußeren Mantelfläche in der zentrischen Öffnung der Trennscheibe und stützt sich mit ihrem Umfang an der Trennscheibe ab. Eine starre Verbindung der Luftdüse mit der Trennscheibe, z.B. durch Verschweißen ist nicht vorhanden. Die Luftdüse kann daher exakt koaxial mit dem Düsenstock justiert werden. Dabei ist ein geringfügiges Verkippen der Achse der Luftdüse und des Düsenstocks gegenüber der Ebene der Trennscheibe möglich, ohne dass dadurch die für die Brennerflamme entscheidende Justage zwischen Düsenstock und Luftdüse beeinträchtigt wird. Die Mischeinrichtung kann daher als präzise justierte Einheit gefertigt werden. Geringfügige Montagetoleranzen beim Einsetzen der Mischeinrichtung in das Brennerrohr bzw. das Flammrohr beeinträchtigen diese Justage nicht. Außerdem ergibt sich daraus der Vorteil, dass die Mischeinrichtung als Einheit in identischer Ausführung für verschiedene Brennertypen eingesetzt werden kann.The air nozzle sits with its conical outer surface in the centric opening of the cutting disc and supports itself with their scope at the cutting disc. A rigid connection the air nozzle with the cutting disc, e.g. by welding unavailable. The air nozzle can therefore exactly coaxial with the Nozzle stick to be adjusted. There is a slight tilting the axis of the air nozzle and the nozzle block opposite the level of the cutting disc possible without thereby affecting the the burner flame crucial adjustment between nozzle block and air nozzle is affected. The mixing device can therefore manufactured as a precisely adjusted unit. slight Mounting tolerances when inserting the mixing device in the burner tube or the flame tube affect this Do not adjust. In addition, this results in the advantage that the mixing device as a unit in identical design for different types of burners can be used.

In einer zweckmäßigen Ausführung weist die Luftdüse in ihrer konischen äußeren Mantelfläche eine Umfangsstufe auf, mit welcher sie sich an der brennerrohrseitigen Fläche der Trennwand abstützt. Dadurch ist einerseits eine zuverlässige axiale Abstützung der Luftdüse an der Trennscheibe gewährleistet und andererseits führt diese Abstützung nicht zu einem Verklemmen der Luftdüse in der Öffnung der Trennscheibe gegen ein Verkippen. Ein solches Verklemmen könnte die Justage des Düsenstocks in der Luftdüse beeinflussen.In an expedient embodiment, the air nozzle in its conical outer surface on a peripheral level, with which they are on the burner tube side surface of the partition supported. As a result, on the one hand, a reliable axial support the air nozzle on the cutting disc ensures and On the other hand, this support does not lead to jamming the air nozzle in the opening of the cutting disc against tilting. Such jamming could be the adjustment of the nozzle block in the air nozzle.

In einer konstruktiv besonders zweckmäßigen Ausführung ist eine Halterung vorgesehen, die brennerrohrseitig an der Luftdüse angreift und die Luftdüse axial in der Öffnung der Trennscheibe sitzend spannt. Die Halterung liegt dabei vorzugsweise an dem brennerrohrseitigen Ende der Luftdüse an und umgreift die Luftdüse an ihrem Außenumfang und ist brennerrohrseitig an der Trennscheibe befestigt. Dabei weist die Halterung zweckmäßig auch eine Nabe auf, welche den Düsenstock aufnimmt und hält. In dieser Ausführung ist die gesamte Mischeinrichtung, bestehend aus Trennscheibe, Luftdüse und Halterung eine separate Einheit, die in den Brenner eingesetzt wird und den Düsenstock justiert aufnimmt.In a structurally particularly expedient embodiment is a Bracket provided, the burner tube side of the air nozzle engages and the air nozzle axially in the opening of the cutting disc sitting tense. The holder is preferably applied the burner tube end of the air nozzle on and surrounds the Air nozzle on its outer circumference and is on the burner tube side at the Cutting disc attached. In this case, the holder expedient also a hub, which receives the nozzle and holds. In this embodiment, the entire mixing device, consisting from separating disc, air nozzle and bracket a separate Unit that is inserted into the burner and the nozzle adjusted takes up.

Vorzugsweise ist in die Luftdüse eine Dralleinrichtung eingesetzt, die in an sich bekannter Weise ausgebildet sein kann. Preferably, a swirl device is inserted into the air nozzle, which may be formed in a manner known per se.

Beispielsweise weist die Dralleinrichtung an dem Lufteintrittsende der Luftdüse angeordnete Drallflügel auf, die in Strömungsrichtung in die Luftdüse hinein ragen und gegen die Luftströmungsrichtung geneigt sind.For example, the swirl device at the air inlet end the air nozzle arranged swirl vanes, which in the flow direction protrude into the air nozzle and against the air flow direction are inclined.

Die Mischeinrichtung kann mit ihrer Trennscheibe in unterschiedlicher Weise in dem Brennerrohr bzw. in dem an dieses anschließenden Flammrohr angeordnet werden. In einer Ausführung ist im Bereich des Übergangs von dem Brennerrohr zu dem Flammrohr eine Innenschulter angeordnet, an welcher die Trennscheibe axial anliegt. Dabei ist vorzugsweise ein Dichtungsring zwischen die Innenschulter und die Trennscheibe eingesetzt. In einer anderen Ausführung weist die Trennscheibe an ihrem Außenumfang eine Zylinderfläche auf, die an der Innenwandung des Brennerrohres bzw. des anschließenden Flammrohres anliegt. Mit dieser Zylinderfläche ist die Trennscheibe und damit die gesamte Mischeinrichtung am Umfang abgedichtet axial in dem Brennerrohr bzw. dem Flammrohr verschiebbar. Durch die axiale Verschiebung können mittels der Zylinderfläche Rezirkulationsöffnungen im Mantel des Flammrohres variabel abgedeckt und damit in ihrem Luftdurchtrittsquerschnitt eingestellt werden.The mixing device can with their cutting disc in different Way in the burner tube or in this subsequent flame tube can be arranged. In one execution is in the region of the transition from the burner tube to the Flame tube an inner shoulder arranged, on which the cutting disc axially abutting. In this case, preferably, a sealing ring inserted between the inner shoulder and the cutting disc. In another embodiment, the cutting disc its outer periphery has a cylindrical surface on the inner wall the burner tube or the subsequent flame tube is applied. With this cylindrical surface is the cutting disc and so that the entire mixing device sealed at the periphery axially displaceable in the burner tube or the flame tube. By the axial displacement can by means of the cylinder surface recirculation openings Covered in the jacket of the flame tube variable and thus adjusted in their air passage cross-section.

In einer Ausführung weist die Trennscheibe weiter Luftdurchtrittslöcher auf, die in dem kreisringförmigen Bereich außerhalb der Luftdüse angeordnet sind. Durch diese Luftdurchtrittsöffnungen treten zusätzliche Luftstrahlen aus dem Brennerrohr in das Flammrohr aus. Diese zusätzliche zugeführte Verbrennungsluft ist vorteilhaft bei höheren Brennerleistungen, bei welchen eine größerer Volumenstrom an Verbrennungsluft benötigt wird. Diese außerhalb der Luftdüse in das Flammrohr eintretenden Luftstrahlen führen außerdem dazu, dass sich keine toten Lufträume außerhalb der Luftdüse an der Trennwand bilden, die zu einer Rußablagerung führen könnten. Weiter hat sich gezeigt, dass durch diese zusätzlichen Luftstrahlen eine Geräuschreduzierung der Brennerflamme erreicht werden kann.In one embodiment, the cutting disc further has air passage holes on that in the circular area outside the air nozzle are arranged. Through these air openings Additional air jets emerge from the burner tube out into the fire tube. This additional feed Combustion air is advantageous at higher burner outputs, in which a larger volume flow of combustion air is needed. This outside the air nozzle in the flame tube entering air jets also cause that no dead air spaces outside the air nozzle on the partition form, which could lead to a soot deposit. Next has showed that these additional air jets a Noise reduction of the burner flame can be achieved.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1: in einem schematischen Axialschnitt die in den Brenner eingesetzte Mischeinrichtung,
Fig. 2: die Grundbauteile der Mischeinrichtung in einer perspektivischen Explosionsdarstellung,
Fig. 3: diese Grundbauteile im zusammengebauten Zustand,
Fig. 4: eine perspektivische Ansicht der Luftdüse von der Brennerrohrseite,
Fig. 5: eine perspektivische Explosionsdarstellung der gesamten Mischeinrichtung in einer ersten Ausführung,
Fig. 6: diese Mischeinrichtung im zusammengebauten Zustand,
Fig. 7: diese Mischeinrichtung in einer perspektivischen Ansicht von der Brennerrohrseite,
Fig. 8: eine perspektivische Explosionsdarstellung der Mischeinrichtung in einer zweiten Ausführung,
Fig. 9: die Mischeinrichtung der zweiten Ausführung im zusammengebauten Zustand,
Fig. 10: die Mischeinrichtung in einer dritten Ausführung,
Fig. 11: eine perspektivische Explosionsdarstellung der Mischeinrichtung in einer vierten Ausführung,
Fig. 12: die Mischeinrichtung der vierten Ausführung im zusammengebauten Zustand von der Brennerrohrseite,
Fig. 13: eine perspektivische Explosionsdarstellung der Mischeinrichtung in einer fünften Ausführung und
Fig. 14: die Mischeinrichtung der fünften Ausführung im zusammengebauten Zustand von der Brennerrohrseite.

In the following the invention will be explained in more detail with reference to embodiments shown in the drawing. Show it

Fig. 1: in a schematic axial section of the mixing device used in the burner,
Fig. 2: the basic components of the mixing device in a perspective exploded view,
Fig. 3: these basic components in the assembled state,
Fig. 4: a perspective view of the air nozzle of the burner tube side,
Fig. 5: an exploded perspective view of the entire mixing device in a first embodiment,
Fig. 6: this mixing device in the assembled state,
Fig. 7: this mixing device in a perspective view of the burner tube side,
Fig. 8: an exploded perspective view of the mixing device in a second embodiment,
Fig. 9: the mixing device of the second embodiment in the assembled state,
Fig. 10: the mixing device in a third embodiment,
Fig. 11: an exploded perspective view of the mixing device in a fourth embodiment,
Fig. 12: the mixing device of the fourth embodiment in the assembled state of the burner tube side,
Fig. 13: an exploded perspective view of the mixing device in a fifth embodiment and
Fig. 14: the mixing device of the fifth embodiment in the assembled state of the burner tube side.

Soweit die nachfolgend beschriebenen Ausführungen der Mischeinrichtung übereinstimmen, werden für übereinstimmende Teile dieselben Bezugszeichen verwendet und diese Teile werden nur einmal beschrieben.As far as the embodiments of the mixing device described below match, are for matching parts the same reference numerals are used and these parts are only once described.

Figur 1 zeigt schematisch den Grundaufbau des Brenners mit der Mischeinrichtung. An ein hohlzylindrisches Brennerrohr 10 schließt sich gleichachsig ein hohlzylindrisches Flammrohr 12 an. Das Brennerrohr 10 und das Flammrohr 12 können einstückig ausgebildet sein oder sind vorzugsweise miteinander verbundene Einzelrohre. Das Innenvolumen des Brennerrohres 10 ist gegenüber dem Innenvolumen des Flammrohres 12 durch eine Trennscheibe 14 abgetrennt. Die Trennscheibe 14 ist durch eine zentrische kreisrunde Öffnung 16 durchbrochen. In diese Öffnung 16 ist eine Luftdüse 18 eingesetzt, die sich in Richtung von dem Brennerrohr 10 zu dem Flammrohr 12 verjüngt. Koaxial in die Luftdüse 18 ist ein Düsenstock 20 eingesetzt, dessen Brennstoffdüse 22 in Strömungsrichtung vor dem Austrittsende der Luftdüse 18 angeordnet ist. Weiter sind durch die Trennscheibe 14 Zündelektroden 24 in das Flammrohr 12 geführt. Vor dem Brennerrohr 10 ist der Mantel des Flammrohres 12 durch Rezirkulationsöffnungen 26 durchbrochen, die auf einer Umfangslinie des Flammrohres 12 angeordnet sind. Durch den Düsenstock 20 wird der Brennstoff, z.B. Öl zugeführt und mittels der Brennstoffdüse 22. in das Flammrohr 12 gesprüht. Der Brennstoff wird in dem Flammrohr 12 durch die Zündelektroden 24 gezündet. Mittels eines Gebläses wird Verbrennungsluft dem Brennerrohr 10 zugeführt. Die Trennscheibe 14 staut die Verbrennungsluft in dem Brennerrohr 10, wodurch ein erhöhter Druck der Verbrennungsluft in dem Brennerrohr 10 aufgebaut wird. Die Verbrennungsluft strömt unter diesem erhöhten Druck durch die Luftdüse 18 in das Flammrohr 12 und wird der Brennerflamme koaxial zu dem zerstäubten Brennstoff zugeführt. Das Flammrohr 12 ragt in einen Verbrennungsraum. Verbrennungsluft aus dem Verbrennungsraum wird durch die Flammenströmung über die Rezirkulationsöffnungen 26 in das Flammrohr 12 eingesaugt.Figure 1 shows schematically the basic structure of the burner with the Mixing device. To a hollow cylindrical burner tube 10th closes coaxially a hollow cylindrical flame tube 12th at. The burner tube 10 and the flame tube 12 may be in one piece be formed or are preferably interconnected Individual tubes. The internal volume of the burner tube 10 is opposite the inner volume of the flame tube 12 by a cutting disc 14 separated. The cutting wheel 14 is through a central circular opening 16 pierced. In this opening 16, an air nozzle 18 is inserted, which is in the direction tapered from the burner tube 10 to the flame tube 12. Coaxial in the air nozzle 18, a nozzle 20 is used, the Fuel nozzle 22 in the flow direction before the outlet end the air nozzle 18 is arranged. Next are through the cutting disc 14 ignition electrodes 24 led into the flame tube 12. In front the burner tube 10 is the jacket of the flame tube 12 by recirculation 26 pierced on a perimeter of the flame tube 12 are arranged. Through the nozzle 20, the fuel, e.g. Oil supplied and by means of Fuel nozzle 22 sprayed into the flame tube 12. The fuel is ignited in the flame tube 12 by the ignition electrodes 24. By means of a blower combustion air is the burner tube 10 supplied. The cutting disc 14 dams the combustion air in the burner tube 10, whereby an increased pressure of the combustion air is built in the burner tube 10. The combustion air flows through the air nozzle under this increased pressure 18 in the flame tube 12 and the burner flame is coaxial supplied to the atomized fuel. The flame tube 12 protrudes in a combustion chamber. Combustion air from the combustion chamber is due to the flame flow over the recirculation openings 26 sucked into the flame tube 12.

In den Figuren 2 bis 4 sind die Trennscheibe 14 und Luftdüse 18 im Einzelnen dargestellt.In Figures 2 to 4, the cutting disc 14 and air nozzle 18 shown in detail.

Die Trennscheibe 14 ist eine kreisförmige Scheibe, die mittig von der konzentrischen kreisförmigen Öffnung 16 durchbrochen ist. Außerhalb der Öffnung 16 weist die Trennscheibe 14 zwei Löcher 28 auf, durch welche die Zündelektroden 24 hindurchgeführt werden. Diametral zu diesen Löchern 28 ist ein weiteres Loch 30 für eine Flammenüberwachung vorgesehen.The cutting disc 14 is a circular disc, the center from the concentric circular opening 16 is. Outside the opening 16, the cutting disc 14 has two Holes 28 through which the ignition electrodes 24 passed become. Diametrically to these holes 28 is another Hole 30 intended for flame monitoring.

Die Luftdüse 18 hat im Wesentlichen die Form eines hohlen Konus. Der Begriff "Konus" ist dabei nicht auf einen Kegel mit gerader Mantellinie beschränkt, sondern umfasst jede geometrische Form, die zur Mittelachse rotationssymetrisch ist und sich zumindest in dem dem Flammrohr 12 zugewandten Bereich in Strömungsrichtung stufenlos im Durchmesser verjüngt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Luftdüse 18 z.B. leicht domförmig nach außen gewölbt. Das in das Flammrohr 12 gerichtete Austrittsende der Luftdüse 18 ist offen und weist einen Durchmesser auf, der etwas größer ist als der Außendurchmesser der Brennstoffdüse 22, so dass zwischen der Brennstoffdüse 22 und der Luftdüse 18 ein kreisringförmiger Luftaustritt für die durch die Luftdüse 18 zugeführte Verbrennungsluft gebildet wird.The air nozzle 18 has substantially the shape of a hollow cone. The term "cone" is not on a cone with limited straight line, but includes any geometric Form that is rotationally symmetric to the central axis and at least in the flame tube 12 facing area in Flow direction continuously tapered in diameter. By doing In the illustrated embodiment, the air nozzle 18 is e.g. slightly dome-shaped arched outward. The in the flame tube 12 directed outlet end of the air nozzle 18 is open and facing a diameter slightly larger than the outer diameter the fuel nozzle 22, so that between the fuel nozzle 22 and the air nozzle 18 an annular air outlet for the combustion air supplied through the air nozzle 18 is formed.

Während die Innenkontur der Luftdüse 18 stufenlos ausgebildet ist, weist die äußere Mantelfläche der Luftdüse 18 eine Umfangsstufe 32 auf, die beispielsweise dadurch erzeugt wird, dass das vordere Ende der Luftdüse 18 abgedreht wird. Die Umfangsstufe 32 befindet sich in dem axialen Bereich der Luftdüse 18, in welchem deren Außendurchmesser dem Innendurchmesser der Öffnung 16 entspricht. Wie in Figur 3 zu erkennen ist, kann auf diese Weise die Luftdüse 18 von der Brennerrohrseite in die Öffnung 16 der Trennscheibe 14 eingesetzt werden. Dabei taucht die Luftdüse 18 mit ihrem Austrittsende in die Trennscheibe 14 ein und stützt sich mit ihrer Umfangsstufe 32 ringsum die Öffnung 16 axial an der Trennscheibe 14 ab. Das stromabseitige Austrittsende der Luftdüse 18 ragt über eine geringe axiale Länge durch die Trennscheibe 14 hindurch in das Flammrohr 12.While the inner contour of the air nozzle 18 is formed continuously is, the outer circumferential surface of the air nozzle 18 has a peripheral stage 32 generated by, for example, that the front end of the air nozzle 18 is turned off. The circumference level 32 is in the axial region of the air nozzle 18, in which the outer diameter of the inner diameter the opening 16 corresponds. As can be seen in FIG. 3, can in this way the air nozzle 18 from the burner tube side be inserted into the opening 16 of the blade 14. there dives the air nozzle 18 with its outlet end in the blade 14 and supports with its peripheral level 32 around the opening 16 axially on the blade 14 from. The downstream outlet end of the air nozzle 18 protrudes over a small axial length through the blade 14 into the Flame tube 12.

In das brennerrohrseitige Eintrittsende der Luftdüse 18 ist eine Dralleinrichtung 34 eingesetzt, die z.B. in Figur 5 im Einzelnen gezeigt ist. Die Dralleinrichtung hat die Form einer Kreisringscheibe, aus welcher Drallflügel 36 ausgebrochen und in Luftströmungsrichtung in die Luftdüse 18 hinein gebogen sind. Die Drallflügel 36 sind gegen die Strömungsrichtung der Luft, d.h. gegen die Axialebene der Luftdüse 18 angewinkelt, wodurch der in die Luftdüse 18 eintretenden Verbrennungsluft ein Drall um die Mittelachse erteilt wird.In the burner tube side inlet end of the air nozzle 18 is a twisting device 34 is used, e.g. in FIG Individual is shown. The swirl device has the form of a Annular ring disk, from which swirl blades 36 broken out and bent in the air flow direction in the air nozzle 18 inside are. The swirl vanes 36 are against the flow direction of the Air, i. angled against the axial plane of the air nozzle 18, whereby the entering into the air nozzle 18 combustion air a swirl is given around the central axis.

Insbesondere für Brenner höherer Leistung, bei welchen ein größerer Volumenstrom der Verbrennungsluft benötigt wird, weist die Trennscheibe 14 außerdem noch Luftdurchtrittslöcher 38 auf, die vorzugsweise auf einem Teilkreis ringsum um die zentrische Öffnung 16 angeordnet sind. Durch diese Luftdurchtrittslöcher 38 kann zusätzlich Verbrennungsluft aus dem Brennerrohr 10 koaxial um die Luftdüse 18 herum in das Flammrohr 12 einströmen.In particular for higher power burner, in which a larger volume flow of combustion air is needed, the blade 14 also still air passage holes 38 on, preferably on a pitch circle around the centric opening 16 are arranged. Through these air passage holes 38 can additionally combustion air from the burner tube 10 coaxially around the air nozzle 18 around in the flame tube 12 inflow.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Mischeinrichtung beschrieben, die sich zum einen in der Anordnung der Trennscheibe 14 in dem Brennerrohr 10 und zum anderen in der Halterung der Luftdüse 18 an der Trennscheibe 14 unterscheiden.Below are embodiments of the mixing device described, on the one hand in the arrangement of the cutting disc 14 in the burner tube 10 and the other in the holder the air nozzle 18 on the blade 14 differ.

In den Figuren 5 bis 7 ist ein erstes Ausführungsbeispiel gezeigt.FIGS. 5 to 7 show a first exemplary embodiment.

In diesem Ausführungsbeispiel dient eine Halterung 40 dazu, die Luftdüse 18 in der Öffnung 16 der Trennscheibe 14 sitzend axial zu halten. Die Halterung 40 weist zwei Stützelemente 42 auf. Die Stützelemente 42 sind Blechstanzteile, die jeweils rechtwinklig gebogen sind, so dass zwei Flügel gebildet werden, deren Ebene die Mittelachse des Brennerrohres 10 einschließt. Die Stützelemente 42 sind spiegelsymetrisch zueinander angeordnet und werden durch zwei angeschweißte Ringe zusammen- gehalten. Die zwei Ringe 44 sind axial gegeneinander versetzt und konzentrisch zur Mittelachse angeordnet. Dadurch bilden die beiden Ringe 44 und die zwischen diesen Ringen verlaufenden Bereiche der Stützelemente 42, die zylinderflächenartig nach außen gebogen sind, eine Nabe, in welche der Düsenstock 20 eingeschoben und durch radiale Schrauben 46 fixiert werden kann. Die Halterung 40 wird von der Brennerrohrseite achsmittig zentriert auf die in die Öffnung 16 der Trennscheibe 14 eingesetzte Luftdüse 18 aufgesetzt. Dabei fluchtet die durch die Ringe 44 gebildete Nabe axial mit der Dralleinrichtung 34 der Luftdüse 18. Die Flügelteile der Stützelemente 42 übergreifen den Außenumfang der Luftdüse 18 mit Stützstreben 48, die brennerrohrseitig auf der Trennscheibe 14 aufsitzen und an dieser Trennscheibe 14 befestigt werden, z.B. durch Schweißen. Die mit den Stützstreben 48 an der Trennscheibe 14 befestigte Halterung klemmt somit mittels der durch die Ringe 44 gebildeten Nabe die Luftdüse 18 axial an der Trennscheibe 14, wobei sich die Luftdüse 18 mit ihrer Umfangsstufe 32 an der Trennscheibe 14 abstützt. Der in die durch die Ringe 44 gebildete Nabe eingesetzte Düsenstock 20 ist auf diese Weise axial exakt in der Luftdüse 18 zentriert. Die Trennscheibe 14 und die Halterung 40 mit der Luftdüse 18 und dem Düsenstock 20 könne sich dabei in gewissen Toleranzen gegeneinander bewegen, z.B. durch Einbautoleranzen oder durch thermische Verformungen, ohne dass dadurch die koaxial zentrierte Justierung des Düsenstocks 20 und der Brennstoffdüse 22 in Bezug auf die Luftdüse 18 beeinträchtigt wird.In this embodiment, a holder 40 serves to the air nozzle 18 in the opening 16 of the blade 14 sitting to hold axially. The holder 40 has two support elements 42 on. The support members 42 are stamped sheet metal parts, respectively bent at right angles so that two wings are formed, whose plane encloses the central axis of the burner tube 10. The support members 42 are mirror symmetrical to each other arranged and joined together by two welded rings. held. The two rings 44 are axially against each other offset and arranged concentrically to the central axis. Thereby form the two rings 44 and extending between these rings Regions of the support elements 42, the cylinder surface-like bent to the outside, a hub, in which the nozzle 20 inserted and fixed by radial screws 46 can be. The holder 40 is from the burner tube side Centered on the center into the opening 16 of the cutting disc 14 inserted air nozzle 18 attached. This is aligned with the hub formed by the rings 44 axially with the twisting device 34 of the air nozzle 18. The wing parts of the support elements 42nd engage over the outer circumference of the air nozzle 18 with support struts 48, the burner tube side sit on the blade 14 and attached to this blade 14, e.g. by Welding. The with the support struts 48 on the cutting disc 14th fastened bracket thus clamps by means of the rings 44 formed hub, the air nozzle 18 axially on the cutting disc 14, wherein the air nozzle 18 with its peripheral stage 32 at the blade 14 is supported. The in the through the rings 44 formed hub inserted nozzle 20 is in this way axially exactly centered in the air nozzle 18. The cutting disc 14 and the bracket 40 with the air nozzle 18 and the nozzle 20th could move in certain tolerances against each other, e.g. due to installation tolerances or due to thermal deformations, without thereby coaxially centered adjustment of the Nozzle stocks 20 and the fuel nozzle 22 with respect to Air nozzle 18 is affected.

In der Ausführung der Figuren 5 bis 7 weist die Trennscheibe 14 an ihrem Außenumfang eine axial zurückgesetzte Umfangsschulter 50 auf. Wird der Mischeinrichtung mit der Trennscheibe 14 in das Brennerrohr 10 eingesetzt, so liegt die Trennscheibe 14 mit ihrer Umfangsschulter 50 axial an einer Innenschulter 52 des Brennerrohres 10 an, die in Figur 1 schematisch angedeutet ist. Zwischen die Innenschulter 52 des Brennerrohres 10 und die Umfangsschulter 50 der Trennscheibe 14 kann ein Dichtungsring eingelegt werden, so dass eine zuverlässige Abdichtung des Brennerrohres 10 gegen das Flammrohr 12 durch die Trennscheibe 14 gewährleistet ist.In the embodiment of Figures 5 to 7, the cutting disc 14 on its outer periphery an axially recessed peripheral shoulder 50 on. Is the mixing device with the cutting disc 14 inserted into the burner tube 10, so is the blade 14 with its peripheral shoulder 50 axially on an inner shoulder 52 of the burner tube 10, which in Figure 1 schematically is indicated. Between the inner shoulder 52 of the burner tube 10 and the peripheral shoulder 50 of the blade 14th a sealing ring can be inserted so that a reliable Sealing of the burner tube 10 against the flame tube 12th is ensured by the blade 14.

In den Figuren 8 und 9 ist eine zweite Ausführung der Mischeinrichtung gezeigt. Bei dieser zweiten Ausführung stimmt die Halterung 40 mit der Halterung der ersten Ausführung überein. Die Trennscheibe 14 weist in dieser Ausführung jedoch an ihrem Außenumfang eine tiefgezogene Zylinderfläche 54 auf, die sich von der Ebene der Trennscheibe 14 gegen die Brennerrohrseite hin erstreckt. In dieser Ausführung sitzt die Trennscheibe 14 und damit die gesamte Mischeinrichtung mittels der Zylinderfläche 54 koaxial geführt in dem Brennerrohr 10. Die Zylinderfläche 54 dient dabei sowohl zur koaxialen Führung der Mischeinrichtung in dem Brennerrohr 10 als auch zur Umfangsabdichtung. Mittels der Zylinderfläche 54 kann die Mischeinrichtung in den Brennerrohr 10 axial verschoben und justiert werden.In Figures 8 and 9 is a second embodiment of the mixing device shown. In this second embodiment, the Holder 40 with the holder of the first embodiment match. The cutting wheel 14 has in this embodiment, however, at their Outer circumference of a deep-drawn cylindrical surface 54, which is from the plane of the cutting disc 14 against the burner tube side extends. In this embodiment, the blade 14 sits and thus the entire mixing device by means of the cylindrical surface 54 coaxially guided in the burner tube 10. The cylindrical surface 54 serves both for coaxial guidance of the mixing device in the burner tube 10 as well as for peripheral sealing. By means of the cylindrical surface 54, the mixing device axially displaced and adjusted in the burner tube 10.

Figur 10 zeigt eine dritte Ausführung, die sich von der zweiten Ausführung darin unterscheidet, dass sich die Zylinderfläche 54 von der Ebene der Trennscheibe 14 in Strömungsrichtung, d.h. in das Flammrohr 12 hinein erstreckt. In dieser Ausführung kann die Zylinderfläche 54 nicht nur zur Führung und Abdichtung der Mischeinrichtung dienen. Durch axiales Verschieben der Trennscheibe 14 kann mittels der Zylinderfläche 54 der Luftdurchtrittsquerschnitt der Rezirkulationsöffnungen 26 verstellbar abgedeckt werden, so dass die Rezirkulation einstellbar verändert werden kann.FIG. 10 shows a third embodiment, different from the second embodiment Design differs in that the cylinder surface 54 from the plane of the cutting disk 14 in the flow direction, i.e. extends into the flame tube 12 inside. In this version For example, the cylinder surface 54 may not only guide and seal serve the mixing device. By axial displacement the cutting disk 14 can by means of the cylindrical surface 54 of the Air passage cross section of the recirculation openings 26 adjustable be covered, so that the recirculation adjustable can be changed.

Es ist selbstverständlich, dass bei der zweiten und dritten Ausführung, bei welcher die Trennscheibe 14 am Umfang eine Zylinderfläche 54 aufweist, keine Innenschulter 52 des Brennerrohres 10 vorgesehen ist. It goes without saying that at the second and third Embodiment in which the cutting disc 14 at the periphery of a cylindrical surface 54, no inner shoulder 52 of the burner tube 10 is provided.

In den Figuren 11 und 12 ist eine viertes Ausführungsbeispiel dargestellt, welches sich gegenüber den vorangehenden Ausführungen, insbesondere durch die Ausgestaltung der Halterung 40 unterscheidet.In Figures 11 and 12 is a fourth embodiment which, compared to the preceding embodiments, in particular by the configuration of the holder 40th different.

In dieser vierten Ausführung weist die Halterung eine Nabe auf, die die Form einer zylindrischen Hülse 56 hat. Die Hülse 56 sitzt mit ihrem stromabseitigen Ende zentriert in der Dralleinrichtung 34 und damit zentriert in der Luftdüse 18. Die Hülse 56 dient zur Aufnahme des Düsenstockes 20, der mittels einer Schraube 46 in der Hülse 56 geklemmt wird. Ein Stützelement 58 ist als Blechstanzteil ausgebildet und weist einen Innenring 60 auf, von welchem radial drei Stützstreben 62 abstehen. Der Innenring 60 wird auf das stromaufseitige Ende der Hülse 56 zentriert aufgesetzt. Die Stützstreben 62 werden rechtwinklig von dem Innenring 60 abgebogen, umgreifen die Luftdüse 18 an deren Außenumfang und sitzen an der Trennscheibe 14 auf, mit welcher sie z.B. durch Punktschweißen verbunden werden.In this fourth embodiment, the holder has a hub on, which has the shape of a cylindrical sleeve 56. The sleeve 56 is seated with its downstream end centered in the Swirl device 34 and thus centered in the air nozzle 18th The sleeve 56 serves to receive the nozzle assembly 20, by means of a screw 46 is clamped in the sleeve 56. One Support member 58 is formed as a sheet metal stamping and has an inner ring 60, from which radially three support struts 62 stick out. The inner ring 60 becomes the upstream end the sleeve 56 centered. The support struts 62 are bent at right angles from the inner ring 60, embrace the Air nozzle 18 at the outer periphery and sit on the cutting disc 14, with which they e.g. connected by spot welding become.

Die Figuren 13 und 14 zeigen eine fünfte Ausführung, die sich wiederum durch die Ausbildung der Halterung 40 unterscheidet. In dieser Ausführung weist die Luftdüse 18 oder die am Eintrittsende der Luftdüse 18 angeordnete Dralleinrichtung 34 drei nach außen abstehende Laschen 64 auf. Eine als Hülse 66 ausgebildete Nabe, die zur Aufnahme des Düsenstockes 20 dient, wird auf die Dralleinrichtung 34 aufgesetzt. An der Hülse 66 sind drei radial abstehende Arme 68 angeformt, die mit den Laschen 64 zur Deckung kommen. Außerhalb der Luftdüse 18 sind drei Stützpfosten 70 angeordnet. Die Stützpfosten 70 sitzen einerends auf der Trennscheibe 14 und sind mit dieser fest verbunden. Anderenends durchsetzen die Stützpfosten 70 Axialbohrungen der Laschen 64 und der Arme 68 und sind mit diesen verbunden.Figures 13 and 14 show a fifth embodiment, which again distinguished by the formation of the holder 40. In this embodiment, the air nozzle 18 or the am Entry end of the air nozzle 18 arranged swirl device 34th three outwardly projecting tabs 64 on. One as a sleeve 66th formed hub, which serves to receive the nozzle assembly 20, is placed on the twisting device 34. On the sleeve 66 are formed three radially projecting arms 68, with the tabs 64 come to cover. Outside the air nozzle 18 are three support posts 70 arranged. The support posts 70 sit at one end on the cutting disc 14 and are fixed with this connected. At the other end, the support posts pass through 70 axial bores the tabs 64 and the arms 68 and are with these connected.

In dem vierten und fünften Ausführungsbeispiel ist die Trennscheibe 14 an ihrem Außenumfang lediglich mit einer Fase 72 ausgebildet. In dieser Ausführung liegt die Trennscheibe 14 an einer Innenschulter 52 des Brennerrohres 10 an, wobei durch die Fase 72 das Einlegen eines Dichtungsringes zwischen die Trennscheibe 14 und die Innenschulter 52 erleichtert wird. In the fourth and fifth embodiments, the blade is 14 at its outer periphery only with a chamfer 72nd educated. In this embodiment, the blade 14 is applied an inner shoulder 52 of the burner tube 10, wherein the chamfer 72 inserting a sealing ring between the Cutting disc 14 and the inner shoulder 52 is facilitated.

LIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Brennrohrcombustion tube
1212: Flammrohrflame tube
1414: Trennscheibecutting wheel
1616: Öffnungopening
1818: Luftdüseair nozzle
2020: Düsenstocknozzle
2222: Brennstoffdüsefuel nozzle
2424: Zündelektrodenignition electrodes
2626: Rezirkulationsöffnungenrecirculation
2828: Löcher für 24Holes for 24
3030: Loch für FlammenüberwachungHole for flame monitoring
3232: Umfangsstufeperipheral step
3434: Dralleinrichtungswirl device
3636: Drallflügelswirl unit
3838: LuftdurchtrittslöcherAir passage holes
4040: Halterungbracket
4242: Stützelementesupport elements
4444: Ringerings
4646: Schraubenscrew
4848: Stützstrebensupport struts
5050: Umfangsschulterperipheral shoulder
5252: Innenschulterinner shoulder
5454: Zylinderflächecylindrical surface
5656: Hülseshell
5858: Stützelementsupport element
6060: Innenringinner ring
6262: Stützstrebensupport struts
6464: Laschentabs
6666: Hülse shell
6868: Armepoor
7070: Stützpfostensupport posts
7272: Fasechamfer

Claims

Mixing device for a burner for fossil fuels, comprising a burner tube (10), a flame tube (12) adjoining the burner tube (10) and a nozzle assembly (20) arranged in the burner tube (10), with one the interior of the flame tube ( 12) against the interior of the burner tube (10) final cutting disc (14), with a central opening (16) of the cutting disc (14), with a coaxially to the opening (16) of the cutting disc (14) arranged air nozzle (18) extending conically into the flame tube (12) and passing combustion air from the burner tube (10) into the flame tube (12), and with a holder (40) holding the nozzle (20) coaxially in the burner tube (10),
characterized in that the outer diameter of the air nozzle (18) tapers from a diameter larger than the diameter of the opening (16) of the cutting disc (14) to a diameter smaller than the diameter of the opening (16). , and that the air nozzle (18) from the burner tube side coaxially into the opening (16) of the cutting disc (14) is immersed and is supported with its circumference axially on the cutting disc (14).

Mixing device according to claim 1,
characterized in that the air nozzle (18) has on its outer periphery a peripheral step (32), with which it is supported on the cutting disc (14).

Mixing device according to claim 1 or 2,
characterized in that the air nozzle (18) is held by the holder (40) axially in the opening (16) of the cutting disc (14) sitting.

Mixing device according to claim 3,
characterized in that the holder (40) on the burner tube side against the air nozzle (18) and supporting elements (42, 48; 58, 62, 70) which surround the air nozzle (18) on the outer circumference and burner tube side on the cutting disc (14) are attached.

Mixing device according to claim 4,
characterized in that the holder (40) has a hub (44; 56; 66) receiving the nozzle assembly (20) and bears against the air nozzle (18) with this hub (44; 56; 66).

Mixing device according to one of the preceding claims,
characterized in that the air nozzle (18) has a swirl device (34).

Mixing device according to one of claims 1 to 6,
characterized in that the cutting disc (14) bears axially with its outer edge against an inner shoulder (52) of the burner tube (10) or of the flame tube (12).

Mixing device according to one of claims 1 to 6,
characterized in that the cutting disc (14) has on its outer circumference a cylindrical surface (54), with which it is held axially displaceable in the burner tube (10) and the flame tube (12).

Mixing device according to one of the preceding claims,
characterized in that the cutting discs (14) in the radially outside of the air nozzle (18) lying region air passage holes (38).