EP2287530B1

EP2287530B1 - Mixing device for a burner

Info

Publication number: EP2287530B1
Application number: EP10008034.0A
Authority: EP
Inventors: Thomas RÜTTEN
Original assignee: Dome Holding GmbH
Current assignee: Dome Holding GmbH
Priority date: 2009-08-07
Filing date: 2010-08-02
Publication date: 2018-07-04
Anticipated expiration: 2030-08-02
Also published as: EP2287530A2; EP2287530A3; ES2688951T3; DE202009010692U1

Description

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

Bekannt sind Mischeinrichtungen für einen Brenner, die ein Brennerrohr, ein sich an das Brennerrohr anschließendes Flammrohr und einen in dem Brennerrohr angeordneten Düsenstock aufweisen, wobei koaxial in dem Brennerrohr eine Luftdüse angeordnet ist, die sich in das Flammrohr hinein erstreckt und Verbrennungsluft aus dem Brennerrohr in das Flammrohr führt, und wobei in einem Übergangsbereich zwischen dem Brennerrohr und dem Flammrohr Rezirkulationsöffnungen angeordnet sind. Derartige Brenner mit Rezirkulations-Mischeinrichtungen werden als Blaubrenner bezeichnet. Blaubrenner erreichen dank ihrer rauchgasgekühlten Flamme niedrigste Schadstoffwerte und überwinden mühelos hohe Feuerraumwiderstände.Mixing devices are known for a burner, which have a burner tube, a flame tube adjoining the burner tube and a nozzle arranged in the burner tube, wherein an air nozzle is coaxially arranged in the burner tube, which extends into the flame tube and combustion air from the burner tube in the flame tube leads, and wherein in a transition region between the burner tube and the flame tube recirculation openings are arranged. Such burners with recirculation mixers are referred to as blue burners. Thanks to their flue-gas-cooled flame, blue flame burners achieve the lowest pollutant levels and effortlessly overcome high combustion chamber resistance.

Bekannt sind dabei Brenner mit axial verschiebbarem Mischkopf, d. h. axial verschiebbarem Düsenstock und Luftdüse. Der Mischkopf ist im Brennerrohr verschiebbar, um den Durchtrittsquerschnitt der Rezirkulationsöffnungen, durch welche Verbrennungsgase aus dem Feuerraum in die Flamme zirkulieren, einstellbar zu verändern. Eine derartige Mischeinrichtung zeigt beispielsweise die EP 0 777 084 B1 .Burners are known with axially movable mixing head, ie axially displaceable nozzle and air nozzle. The mixing head is displaceable in the burner tube in order to adjustably change the passage cross section of the recirculation openings, through which combustion gases circulate from the combustion chamber into the flame. Such a mixing device shows, for example, the EP 0 777 084 B1 ,

Weiterhin bekannt sind Brenner mit einem im Brennerrohr fixiert angeordneten Mischkopf. Der Durchtrittsquerschnitt der Rezirkulationsöffnungen ist in der Regel nicht einstellbar. Einen derartigen Brenner zeigt beispielsweise die DE 39 30 569 C2 .Also known are burners with a mixing head fixed in the burner tube. The passage cross section of the recirculation openings is not adjustable as a rule. Such a burner shows, for example, the DE 39 30 569 C2 ,

Bekannt sind aber auch Brenner mit einem im Brennerrohr fixiert angeordneten Mischkopf, bei welchem der Durchtrittsquerschnitt der Rezirkulationsöffnungen mit Hilfsmitteln verstellt werden kann, wozu der Brenner aus dem Kessel herausgeschwenkt werden muss. Ein Verstellen des Durchtrittsquerschnitts der Rezirkulationsöffnungen während des Betriebs ist dabei nicht möglich.However, burners with a mixing head fixedly arranged in the burner tube are also known, in which the passage cross-section of the recirculation openings can be adjusted with auxiliary means, for which purpose the burner has to be swung out of the vessel. An adjustment of the passage cross section of the recirculation openings during operation is not possible.

Die DE 20 2009 002 700 zeigt eine Mischeinrichtung mit Rezirkulationsöffnungen, bei welcher Mittel vorgesehen sind, die axial verschiebbar innerhalb des Brennerrohrs angeordnet sind und ausgebildet sind, bei Verschieben einen Durchtrittsquerschnitt der Rezirkulationsöffnungen zu variieren.The DE 20 2009 002 700 shows a mixing device with recirculation openings, in which means are provided which are arranged axially displaceable within the burner tube and are designed to vary when moving a passage cross-section of the recirculation openings.

Als weiterer Stand der Technik werden die DE 39 06 854 C1 , EP 0 410 135 A1 , DE 89 06 821 U1 und EP 1 243 850 A1 genannt.As a further prior art, the DE 39 06 854 C1 . EP 0 410 135 A1 . DE 89 06 821 U1 and EP 1 243 850 A1 called.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Mischeinrichtung für einen Brenner bereitzustellen, die variabler einsetzbar und benutzerfreundlicher ist.The object of the invention is to provide a mixing device for a burner which is more versatile and user-friendly.

Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch eine Mischeinrichtung für einen Brenner mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.The object of the invention is achieved by a mixing device for a burner with the features of patent claim 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous embodiments and further developments of the invention are specified in the subclaims.

Die erfindungsgemäße Mischeinrichtung für einen Brenner, die ein Brennerrohr, ein sich an das Brennerrohr anschließendes Flammrohr und einen in dem Brennerrohr angeordneten Düsenstock aufweist, wobei koaxial in dem Brennerrohr eine Luftdüse angeordnet ist, die sich in das Flammrohr hinein erstreckt und Verbrennungsluft aus dem Brennerrohr in das Flammrohr führt und wobei in einem Übergangsbereich zwischen dem Brennerrohr Rezirkulationsöffnungen angeordnet sind, weist zusätzlich Rezirkulationsmittel auf, welche axial fixiert und um ihre Längsachse drehbar innerhalb des Übergangsbereichs angeordnet sind und ausgebildet sind, bei Drehung um ihre Längsachse einen Durchtrittsquerschnitt der Rezirkulationsöffnung zu variieren. Die erfindungsgemäße Mischeinrichtung kombiniert somit den Vorteil einer axial im Brennerrohr fixierten Luftdüse, welche ein Höchstmaß an Sicherheit gegen das unerwünschte Einströmen von Leckluft in das stromangrenzende Flammrohr bietet, mit der Möglichkeit der einstellbaren Veränderung der Rezirkulationsöffnungen in benutzerfreundlicher Weise dadurch, dass die Rezirkulationsmittel zur Variation des Durchtrittsquerschnitts der Rezirkulationsöffnungen um ihre Längsachse drehbar innerhalb des Übergangsbereichs angeordnet sind, so dass ein Öffnen des Kessels zur Einstellung des Durchtrittsquerschnitts der Rezirkulationsöffnungen vermieden wird.The mixing device according to the invention for a burner having a burner tube, a flame tube adjoining the burner tube and a nozzle arranged in the burner tube, wherein an air nozzle is coaxially disposed in the burner tube, which extends into the flame tube and combustion air from the burner tube in the flame tube leads and wherein in a transition region between the burner tube recirculation openings are arranged, additionally has recirculation means which are axially fixed and rotatable about their longitudinal axis disposed within the transition region and are formed to vary in rotation about its longitudinal axis a passage cross-section of the recirculation opening. The mixing device according to the invention thus combines the advantage of an air nozzle fixed axially in the burner tube, which offers a maximum of security against the undesired inflow of leakage air into the stromangrenzende flame tube, with the possibility of adjustable change of the recirculation in a user-friendly manner, characterized in that the recirculation means for varying the Passage cross section of the recirculation openings are arranged rotatably about its longitudinal axis within the transition region, so that opening of the boiler for adjusting the passage cross section of the recirculation is avoided.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Rezirkulationsöffnungen als gegen die Längsachse des Brennerrohrs geneigte Schlitze ausgebildet. Da in der Regel die durch das Brennerrohr und Flammenrohr strömende Luft in Rotation um eine Längsachse der Mischeinrichtung versetzt wird, d. h. verdrallt wird, stellen die gegen die Längsachse des Brennerrohrs geneigten Schlitze sicher, dass die Luftströmung möglichst wenig beeinträchtigt wird und weniger Wirbel entstehen.According to a particularly preferred embodiment of the invention, the recirculation openings are formed as inclined against the longitudinal axis of the burner tube slots. Since, as a rule, the air flowing through the burner tube and the flame tube is set in rotation about a longitudinal axis of the mixing device, i. H. twisted, make the inclined against the longitudinal axis of the burner tube slots ensure that the air flow is impaired as little as possible and less vortex.

Erfindungsgemäß sind die Rezirkulationsmittel als ringförmiges Element mit einer Umfangswand ausgebildet, wobei in der Umfangswand Öffnungen angeordnet sind. Die Ausbildung als ringförmiges Element stellt eine besonders platzsparende Möglichkeit zur Realisierung der Rezirkulationsmittel dar, welche auf einfache Art und Weise
innerhalb des Brennerrohrs oder Flammenrohres angeordnet werden kann.According to the invention, the recirculation means are formed as an annular element with a peripheral wall, wherein openings are arranged in the peripheral wall. The design as a ring-shaped element represents a particularly space-saving possibility for the realization of the recirculation means, which in a simple manner
can be arranged within the burner tube or flame tube.

Vorzugsweise sind die Öffnungen der Rezirkulationsmittel gegen die Längsachse des Brennerrohres geneigte Schlitze ausgebildet und entsprechen insbesondere in ihrer Form der Form der Rezirkulationsöffnungen. Dadurch ist sichergestellt, dass einerseits bei verdrallter Luft die Luftströmung möglichst wenig gestört wird und bei Drehung der Rezirkulationsmittel auf einfache Art und Weise der Durchtrittsquerschnitt variiert werden kann, indem die Rezirkulationsöffnungen durch die Umfangswand der Rezirkulationsmittel mehr oder weniger abgedeckt werden.Preferably, the openings of the recirculation means are formed inclined slots against the longitudinal axis of the burner tube and correspond in particular in shape to the shape of the recirculation openings. This ensures that, on the one hand, the air flow is disturbed as little as possible in the case of twisted air, and the passage cross section can be varied in a simple manner when the recirculation means are rotated, by more or less covering the recirculation openings through the peripheral wall of the recirculation means.

Vorzugsweise ist die Neigung der Schlitze korrespondierend zu der Drallrichtung von durch den Übergangsbereich strömender Luft ausgebildet. Die rezirkulierenden Abgase können somit über schräg angeordnete, in Drallrichtung orientierte und durch Verdrehen verstellbare Schlitze der Verbrennungszone zugeführt werden, um eine optimale Vermischung der Verbrennungsluft, der rezirkulierenden heißen Abgase und des eingedüsten kegelförmigen aerosolen Brennstoffsprays zu ermöglichen. Die Verbrennung kann somit stabil und besonders geräuscharm unter blauer Flamme mit geringen NOx-, CO- und CxHy-Emissionen erfolgen.Preferably, the inclination of the slots is formed corresponding to the twisting direction of air flowing through the transition region. The recirculating exhaust gases can thus be supplied via obliquely arranged, oriented in the twist direction and adjustable by twisting slots of the combustion zone to allow optimum mixing of the combustion air, the recirculating hot exhaust gases and the injected cone-shaped aerosol fuel spray. The combustion can thus be stable and very quiet under a blue flame with low NOx, CO and CxHy emissions.

Erfindungsgemäß weist das ringförmige Element einen Boden mit einer zentrischen Öffnung auf. Hinter der zentrischen Öffnung ist insbesondere das dem Flammrohr zugewandte Ende der Luftdüse sowie das dem Flammrohr zugewandte Ende des Düsenstocks angeordnet. Der Boden dient insbesondere als Hitzeschott zwischen dem Brennerrohr und dem Flammrohr, um Wärmestrahlung aus der Brennkammer zu reduzieren.According to the invention, the annular element has a bottom with a centric opening. Behind the central opening in particular the flame tube facing the end of the air nozzle and the flame tube facing the end of the nozzle block is arranged. The soil serves in particular as a heat seal between the burner tube and the flame tube in order to reduce heat radiation from the combustion chamber.

Vorzugsweise ist die zentrische Öffnung des Bodens als düsenförmige Austrittsöffnung ausgebildet, um verschiedene Austrittsquerschnitte hinter der Luftdüse zu ermöglichen.Preferably, the central opening of the bottom is formed as a nozzle-shaped outlet opening to allow different outlet cross-sections behind the air nozzle.

Vorteilhafterweise sind die Rezirkulationsmittel an der Luftdüse angeordnet. Erfindungsgemäß ist an der dem Flammrohr zugewandten Austrittsöffnung der Luftdüse ein Flansch angeordnet, welcher an dem Boden des ringförmigen Elements fixiert ist. Vorteilhafterweise ist der Flansch an dem Boden verschweißt oder verschraubt. Auf diese Weise erfolgt eine axiale Fixierung der Rezirkulationsmittel, während eine Drehung um die Längsachse von Luftdüse und Rezirkulationsmitteln möglich ist.Advantageously, the recirculation means are arranged on the air nozzle. According to the invention, a flange, which is fixed to the bottom of the annular element, is arranged on the outlet opening of the air nozzle facing the flame tube. Advantageously, the flange is welded or screwed to the floor. In this way, an axial fixation of the recirculation means, while a rotation about the longitudinal axis of the air nozzle and recirculation means is possible.

Vorzugsweise weist die Mischeinrichtung eine den Innenraum des Brennerrohrs liegenden Innenraum des Flammrohres abschließenden Trennscheibe auf, welche eine zentrische Öffnung aufweist, an welcher koaxial die Luftdüse angeordnet ist, die sich in das Rohr hinein erstreckt und Verbrennungsluft aus dem Brennerrohr in das Flammrohr führt. Besonders bevorzugt weist die Trennscheibe Drallöffnungen auf, um die durch das Brennerrohr strömende Luft bei Eintritt in die Luftdüse zu verdrallen. Verdrallte Luft verbessert die Vermischung der Verbrennungsluft, der rezirkulierenden heißen Abgase und des eingedüsten Brennstoffsprays.Preferably, the mixing device has an inner space of the burner tube lying interior of the flame tube final cutting disc, which has a central opening, on which coaxially the air nozzle is arranged, which extends into the tube and combustion air from the burner tube leads into the flame tube. Particularly preferably, the cutting disc to swirl openings in order to twist the air flowing through the burner tube when entering the air nozzle. Twisted air improves the mixing of the combustion air, the recirculating hot exhaust gases and the injected fuel spray.

Vorzugsweise weist die Mischeinrichtung eine Halterung auf, die den Düsenstock koaxial in dem Brennerrohr und der Luftdüse hält. Vorzugsweise ist die Luftdüse mittels einer Klauenkupplung an der Halterung des Düsenstocks angeordnet, um auf diese Weise eine Verbindung zwischen der Luftdüse und der Halterung und gegebenenfalls bei an der Luftdüse angeordneten Rezirkulationsmitteln zwischen den Rezirkulationsmitteln und der Halterung bereitzustellen.Preferably, the mixing device has a holder which holds the nozzle coaxially in the burner tube and the air nozzle. Preferably, the air nozzle is arranged by means of a dog clutch on the holder of the nozzle block, to provide in this way a connection between the air nozzle and the holder and optionally arranged at the air nozzle recirculation means between the recirculation means and the holder.

Vorzugsweise sind die Rezirkulationsmittel mittels eines innerhalb des Brennerrohrs geführten Betätigungslements drehbar, um auf diese Weise sicherzustellen, dass kein Herausschwenken der Mischeinrichtung aus dem Brenner zur Einstellung der Rezikulationsmittel vonnöten ist, sondern dass die Rezirkulationsmittel mit Hilfe des Betätigungselements, das an der Flamme abgewandten Ende des Brennerrohrs aus dem Brenner herausgeführt ist, einfach von einem Benutzer einstellbar sind. Besonders bevorzugt bildet die Halterung gleichzeitig einen Teil des Betätigungselements, um auf diese Weise einen konstruktiv einfachen Aufbau zu erreichen.Preferably, the recirculation means are rotatable by means of a guided inside the burner tube Betätigungslements, so as to ensure that no swinging out of the mixing device from the burner for adjusting the Rezikulationsmittel is necessary, but that the recirculation means by means of the actuating element, facing away from the flame end of the Burner tube is led out of the burner, easily adjustable by a user. Particularly preferably, the holder simultaneously forms part of the actuating element, in order to achieve a structurally simple construction in this way.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Übergangsbereich als Führungsrohr für die Rezirkulationsmittel ausgebildet, um den Rezirkulationsmitteln größtmögliche Stabilität zu verleihen.According to a preferred embodiment of the invention, the transition region is designed as a guide tube for the recirculation means in order to give the recirculation means the greatest possible stability.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Luftdüse axial fixiert in dem Brennerrohr angeordnet und der Düsenstock axial verschiebbar in dem Brennerrohr. Auf diese Weise wird eine Relativbewegung zwischen dem Düsenstock und einer darin angeordneten Brennstoffdüse einerseits sowie der Luftdüse andererseits erzielt, durch welche der entstehende Luftauströmquerschnitt veränderbar ist. Insbesondere sind somit die ausströmende Luftgeschwindigkeit, die Luftmenge und der Luftdruck veränderbar. In Verbindung mit einem drehzahlgeregelten Gebläse sind die zur Verbrennung erforderlichen Luftmenge, die Luftgeschwindigkeit und der Luftdruck nach einer Kennlinie anpassbar.According to a particularly preferred embodiment of the invention, the air nozzle is arranged axially fixed in the burner tube and the nozzle axially displaceable in the burner tube. In this way, a relative movement between the nozzle and a fuel nozzle arranged therein on the one hand and the air nozzle on the other hand achieved by which the resulting Luftauströmquerschnitt is variable. In particular, thus the outflowing air velocity, the amount of air and the air pressure can be changed. In conjunction with a variable-speed blower, the volume of air required for combustion, the air velocity and the air pressure can be adjusted according to a characteristic curve.

Vorzugsweise ist der Düsenstock mittels einer Spindel axial verschiebbar, was konstruktiv besonders einfach zu realisieren ist.Preferably, the nozzle is axially by means of a spindle displaceable, which is structurally particularly easy to implement.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Mischeinrichtung in einem Gehäuse eines Brenners angeordnet und die Spindel aus dem Gehäuse des Brenners herausgeführt, um ein axiales Verschieben des Düsenstocks während des Betriebs des Brenners zu ermöglichen.According to a particularly preferred embodiment, the mixing device is arranged in a housing of a burner and the spindle is led out of the housing of the burner, in order to enable an axial displacement of the nozzle block during the operation of the burner.

Der Düsenstock kann dabei entweder manuell oder auch automatisiert, insbesondere geregelt, axial verschiebbar ausgebildet sein.The nozzle can be either manually or automatically, in particular regulated, designed to be axially displaceable.

Vorzugsweise weist die Mischeinrichtung eine Halterung auf, die den Düsenstock koaxial in dem Brennerrohr und der Luftdüse hält, wobei die Halterung mittels einer Befestigungsplatte in dem Gehäuse des Brenners befestigt ist. Vorzugsweise ermöglicht dabei die Betätigungsplatte eine luftdichte Abdeckung.Preferably, the mixing device comprises a holder which holds the nozzle coaxially in the burner tube and the air nozzle, wherein the holder is secured by means of a mounting plate in the housing of the burner. Preferably, the actuator plate allows an airtight cover.

Besonders bevorzugt ist die Betätigungsplatte drehbar gelagert in dem Gehäuse angeordnet, um auf diese Weise eine Drehung der Halterung und besonders bevorzugt eine Drehung der Luftdüse und insbesondere eine Drehung der daran angeordneten Rezirkulationsmittel auf einfache Art und Weise von außerhalb des Brenners zu ermöglichen, so dass ein Verdrehen der Rezirkulationsmittel und somit eine Variation des Durchtrittsquerschnitts der Rezirkulationsöffnungen während des Betriebs des Brenners möglich ist.Particularly preferably, the actuating plate is rotatably mounted in the housing, to allow in this way a rotation of the holder and more preferably a rotation of the air nozzle and in particular a rotation of the recirculation means arranged thereon in a simple manner from outside the burner, so that a Rotation of the recirculation means and thus a variation of the passage cross-section of the recirculation openings during operation of the burner is possible.

Vorzugsweise ist die Betätigungsplatte manuell oder automatisiert, insbesondere geregelt, verdrehbar.Preferably, the actuator plate is manually or automatically, in particular regulated, rotatable.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist an der Spindel eine Verriegelungsvorrichtung angeordnet, um zu verhindern, dass die Spindel mit daran angeordnetem Düsenstock ohne weiteres aus dem Brennerrohr herausgezogen werden kann, jedoch auch bei Lösen der Verriegelungsvorrichtung zu ermöglichen, dass der Düsenstock aus dem Brennerrohr herausgezogen werden kann, um ein einfaches Wechseln der Brennstoffdüse zu ermöglichen.According to an advantageous embodiment of the invention, a locking device is arranged on the spindle, in order to prevent the spindle can be easily pulled out with the nozzle arranged thereon from the burner tube, but also to allow when releasing the locking device, that the nozzle is pulled out of the burner tube can be to allow easy replacement of the fuel nozzle.

Ein erfindungsgemäßer Brenner weist eine erfindungsgemäße Mischeinrichtung auf.An inventive burner has a mixing device according to the invention.

Besonders bevorzugt ist eine Ausgestaltung eines Brenners, bei welchem die Luftdüse durch eine Öffnung eines Gehäuses des Brenners geführt ist. Vorzugsweise dichtet dabei die Luftdüse das Gehäuse des Brenners mittels eines an einer dem Brennerrohr zugewandten Austrittsöffnung der Luftdüse angeordneten Flansches verbrennungsluftseitig ab, insbesondere metallisch oder mittels einer Dichtung. Auf diese Art und Weise wird das Einströmen von unerwünschter Falschluft oder Leckluft zuverlässig unterbunden. Besonders bevorzugt ist der Flansch federbelastet gegen das Gehäuse des Brenners gedrückt, um eine zuverlässige Abdichtung zu erreichen.Particularly preferred is an embodiment of a burner, wherein the air nozzle is guided through an opening of a housing of the burner. In this case, the air nozzle preferably seals the housing of the burner by means of a flange disposed on an outlet opening of the air nozzle facing the burner pipe, on the combustion-air side, in particular metallic or by means of a seal. In this way, the inflow of unwanted secondary air or leakage air is reliably prevented. Particularly preferably, the flange is spring-loaded pressed against the housing of the burner in order to achieve a reliable seal.

Vorzugsweise ist zwischen den Rezirkulationsmitteln und der Außenseite des Gehäuses des Brenners eine thermische Isolierung angeordnet, um Wärmestrahlung aus der Brennkammer zusätzlich zu reduzieren.Preferably, a thermal insulation is disposed between the recirculation means and the outside of the housing of the burner to additionally reduce heat radiation from the combustion chamber.

Der Brenner weist vorzugsweise zwischen einem Gebläse des Brenners und der Mischeinrichtung des Brenners einen Verbindungskanal auf, welcher aus dem Gebläse in einer ersten Richtung ausströmende Luft in eine zweite Richtung senkrecht zu der ersten Richtung umlenkt, wobei in dem Verbindungskanal Mittel vorgesehen sind, welche die Luft in eine Kreisströmung um die zweite Richtung lenken. Auf diese Weise wird die Luft bereits vor Eintritt in die Luftdüse verdrallt, um eine optimale Luftströmung zur Erzielung einer stabilen Flamme zu erreichen.The burner preferably has, between a fan of the burner and the mixing device of the burner, a connecting channel, which air flowing out of the fan in a first direction in a second direction perpendicular to deflects the first direction, wherein means are provided in the connecting channel, which direct the air in a circular flow about the second direction. In this way, the air is already twisted before entering the air nozzle in order to achieve optimum air flow to achieve a stable flame.

Besonders bevorzugt entspricht die zweite Richtung einer Längsachse einer Mischeinrichtung, so dass die Luft durch den Verbindungskanal in die gewünschte Richtung in die Mischeinrichtung eingeleitet wird.Particularly preferably, the second direction corresponds to a longitudinal axis of a mixing device, so that the air is introduced through the connecting channel in the desired direction in the mixing device.

Vorzugsweise weitet sich der Verbindungskanal entlang der ersten Richtung keilförmig auf, um die Lufteinströmung in das Brennerrohr in Richtung auf die Luftdüse weiter zu begünstigen und den statischen Verbrennungsluftdruck zu erhöhen.Preferably, the connecting channel widens in a wedge shape along the first direction in order to further promote the air inflow into the burner tube in the direction of the air nozzle and to increase the static combustion air pressure.

Besonders bevorzugt sind die Mittel zur Lenkung der Luft in eine Kreisströmung um die zweite Richtung als Rohrabschnitt mit wenigstens einer in der Umfangswandung angeordneten Einströmöffnung und einer Längsachse ausgebildet, wobei die Längsachse parallel zur zweiten Richtung verläuft und die Luft aus der ersten Richtung tangential durch die Einströmöffnung in den Rohrabschnitt einströmt. Bei tangentialer Einströmung ergibt sich an der Innenwandung des Rohrabschnittes die gewünschte Kreisströmung.The means for directing the air into a circular flow about the second direction are particularly preferably designed as a pipe section with at least one inflow opening arranged in the circumferential wall and a longitudinal axis, wherein the longitudinal axis is parallel to the second direction and the air from the first direction tangential through the inflow opening flows into the pipe section. In the case of tangential inflow, the desired circular flow results on the inner wall of the pipe section.

Besonders bevorzugt ist ein Durchtrittsquerschnitt der Einströmöffnung variabel, so dass die Luftmenge und die Luftgeschwindigkeit veränderbar sind.Particularly preferably, a passage cross-section of the inflow opening is variable, so that the air quantity and the air speed are variable.

Besonders bevorzugt zur Variation des Durchtrittsquerschnitts der Einströmöffnung ist ein Rohr mit in der Umfangswandung angeordneter Öffnung vorgesehen, welcher um seine Längsachse drehbar angeordnet ist und welcher insbesondere mit einer Außenfläche zumindest abschnittsweise an der Innenfläche des Rohrabschnitts anliegt. Auf diese Weise werden platzsparend Mittel zur Variation des Durchtrittsquerschnitts bereitgestellt.Particularly preferred for varying the passage cross section of the inflow opening is a tube with arranged in the peripheral wall Provided opening which is arranged rotatably about its longitudinal axis and which rests, in particular with an outer surface at least in sections on the inner surface of the pipe section. In this way, space-saving means for varying the passage cross-section are provided.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist dass das Rohr ein tangential angeordnetes Leitblech auf, welches eine Teilung des Luftstroms begünstigt.According to a preferred embodiment of the invention, that the tube has a tangentially arranged baffle, which favors a division of the air flow.

Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der Mittel zur Lenkung der Luft in eine Kreisströmung um die zweite Richtung ist dadurch gegeben, dass die Mittel als Rohrabschnitt mit zwei diametral gegenüberliegenden in der Umfangswandung angeordneten Einströmöffnungen und einer Längsachse ausgebildet sind, wobei die Längsachse parallel zur zweiten Richtung verläuft und die Luft aus der ersten Richtung tangential durch die Einströmöffnungen in den Rohrabschnitt einströmt, wobei zwischen dem Gebläse und dem Rohrabschnitt etwa parallel zur ersten Richtung ein Luftleitblech angeordnet ist derart, dass ein Teil der einströmenden Luft durch eine der Einströmöffnungen und ein Teil der einströmenden Luft mittels des Luftleitblechs umgelenkt durch die diametral gegenüberliegende Einströmöffnung in den Rohrabschnitt einströmt. Somit strömt tangential durch zwei diametral gegenüberliegende Einströmöffnungen Luft in den Rohrabschnitt, was die homogene Verdrallung verbessert.A particularly preferred embodiment of the means for directing the air in a circular flow around the second direction is given by the fact that the means are formed as a pipe section with two diametrically opposed inlet openings arranged in the peripheral wall and a longitudinal axis, wherein the longitudinal axis is parallel to the second direction and the air from the first direction flows tangentially through the inlet openings in the pipe section, wherein between the fan and the pipe section approximately parallel to the first direction an air guide is arranged such that a portion of the incoming air through one of the inlet openings and a portion of the incoming air means deflected by the air deflector flows through the diametrically opposite inlet opening in the pipe section. Thus, air flows tangentially through two diametrically opposed inflow air into the pipe section, which improves the homogeneous twisting.

Vorzugsweise ist das Luftleitblech innerhalb des Verbindungskanals variabel angeordnet, so dass die Luftmenge der Einströmöffnungen unterschiedlich verteilt werden kann. Eine Erhöhung des Drehimpulses der Luftsäule kann durch eine spiralförmige Weiterführung des äußeren radialen Luftkanals erzielt werden.Preferably, the air guide plate is arranged variably within the connecting channel, so that the air quantity of the inlet openings can be distributed differently. An increase the angular momentum of the air column can be achieved by a spiral continuation of the outer radial air channel.

Vorzugsweise ist in dem Rohrabschnitt ein Kegelstumpf angeordnet, dessen verjüngter Abschnitt in Richtung auf die Mischeinrichtung weist, um eine möglichst wirbelfreie Luftströmung in Richtung auf die Mischeinrichtung zu ermöglichen.Preferably, a truncated cone is arranged in the pipe section, the tapered portion facing in the direction of the mixing device in order to allow a vortex-free as possible air flow in the direction of the mixing device.

Vorzugsweise weist die Mischeinrichtung ein Brennerrohr auf, wobei der Rohrabschnitt gleichzeitig das Brennerrohr der Mischeinrichtung bildet, so dass auf diese Weise die verdrallte Luft direkt in das Brennerrohr einströmt.Preferably, the mixing device has a burner tube, wherein the tube section simultaneously forms the burner tube of the mixing device, so that in this way the twisted air flows directly into the burner tube.

Besonders bevorzugt weist der Brenner ein Gebläse auf, wobei die Drehzahl des Gebläses stufenlos veränderbar ist, um die zur Verbrennung erforderliche Luftmenge, die Luftgeschwindigkeit und der Luftdruck, insbesondere in Kombination mit der axial zur Luftdüse verschiebbarem, an dem Düsenstock angeordneten Brennstoffdüse, variieren zu können.Particularly preferably, the burner has a fan, wherein the rotational speed of the fan is continuously variable in order to vary the amount of air required for combustion, the air velocity and the air pressure, in particular in combination with the axially displaceable to the air nozzle, arranged on the nozzle floor fuel nozzle can vary ,

Besonders bevorzugt weist die Mischeinrichtung einen Düsenstock mit einer Düse auf, über welche der Brennstoff zugeführt wird, wobei die Menge des Brennstoffs stufenlos veränderbar, beispielsweise mit Hilfe einer entsprechenden Brennstoffpumpe oder eines entsprechenden Brennstoffventils, ist. Insbesondere in Kombination mit dem drehzahlgeregelten Gebläse und der axial verschiebbaren Düsenstock, ist neben einem ein- oder mehrstufigen Betrieb des Brenners auch eine modulierende Betriebsweise des Brenners möglich.Particularly preferably, the mixing device has a nozzle with a nozzle, via which the fuel is supplied, wherein the amount of fuel is continuously variable, for example by means of a corresponding fuel pump or a corresponding fuel valve is. In particular, in combination with the variable speed fan and the axially movable nozzle, in addition to a single or multi-stage operation of the burner and a modulating operation of the burner is possible.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren ausführlich erläutert. Es zeigen:

Figur 1: einen Schnitt durch einen Teil eines Brenners mit einer Mischeinrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Figur 2: eine teilweise geschnittene perspektivische Ansicht der Mischeinrichtung gemäß Figur 1 mit Rezirkulationsmitteln in einer ersten Position,
Figur 3: die Mischeinrichtung gemäß Figur 2 mit den Rezirkulationsmitteln in einer zweiten Position,
Figur 4: eine teilweise geschnittene perspektivische Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispieles einer Mischeinrichtung,
Figur 5: die Mischeinrichtung gemäß Figur 4 in einer weiteren teilweise geschnittenen perspektivischen Ansicht,
Figur 6: eine perspektivische Ansicht einer Klauenkupplung einer Halterung der Mischeinrichtung gemäß Figur 2,
Figur 7: eine teilweise geschnittene Darstellung der Teile eines Brenners gemäß Figur 1 mit einem Düsenstock in einer ersten Position,
Figur 8: die Darstellung gemäß Figur 7 mit dem Düsenstock in einer zweiten Position,
Figur 9: den Brenner gemäß Figur 1 in perspektivischer Darstellung mit teilweise geschnittener Mischeinrichtung,
Figur 10: eine weitere perspektivische Ansicht mit teilweiser geschnittener Mischeinrichtung gemäß Figur 9,
Figur 11: eine perspektivische Ansicht der Komponenten des Brenners gemäß Figur 1,
Figur 12: eine weiteren perspektivische Darstellung der Komponenten des Brenners gemäß Figur 1,
Figur 13: eine Seitenansicht der Komponenten des Brenners gemäß Figur 1,
Figur 14: eine weitere Seitenansicht der Komponenten des Brenners gemäß Figur 1,
Figur 15: eine weitere Seitenansicht der Komponenten des Brenners gemäß Figur 1,
Figur 16: die Seitenansicht gemäß Figur 15 mit Blick in den Verbindungskanal zwischen einem Gebläse und der Mischeinrichtung,
Figur 17: eine teilweise geschnittene Darstellung der Komponenten des Brenners mit Blick in den Verbindungskanal zwischen dem Gebläse und der Mischeinrichtung mit einem Rohr zur Variation des Durchtrittsquerschnitts von Einströmöffnungen in einer ersten Position,
Figur 18: die teilweise geschnittene Darstellung gemäß Figur 17 mit dem Rohr zur Variation des Durchtrittsquerschnitts der Einströmöffnungen in einer zweiten Position,
Figur 19: eine teilweise geschnittene Darstellung der Komponenten des Brenners mit Blick in den Verbindungskanal zwischen dem Gebläse und der Mischeinrichtung mit einer alternativen Ausführungsform eines Rohrs zur Variation des Durchtrittsquerschnitts von Einströmöffnungen in einer ersten Position und
Figur 20: die teilweise geschnittene Darstellung gemäß Figur 29 mit dem Rohr zur Variation des Durchtrittsquerschnitts der Einströmöffnungen in einer zweiten Position.

The invention will be explained in detail with reference to the following figures. Show it:

FIG. 1: a section through a part of a burner with a mixing device according to a first embodiment of the invention,
FIG. 2: a partially cutaway perspective view of the mixing device according to FIG. 1 with recirculating agents in a first position,
FIG. 3: the mixing device according to FIG. 2 with the recirculation means in a second position,
FIG. 4: a partially cutaway perspective view of a second embodiment of a mixing device,
FIG. 5: the mixing device according to FIG. 4 in a further partially sectioned perspective view,
FIG. 6: a perspective view of a jaw clutch of a holder of the mixing device according to FIG. 2 .
FIG. 7: a partially sectioned view of the parts of a burner according to FIG. 1 with a nozzle in a first position,
FIG. 8: the representation according to FIG. 7 with the nozzle in a second position,
FIG. 9: according to the burner FIG. 1 in perspective view with partially cut mixing device,
FIG. 10: another perspective view with partially cut mixing device according to Figure 9,
FIG. 11: a perspective view of the components of the burner according to FIG. 1 .
FIG. 12: a further perspective view of the components of the burner according to FIG. 1 .
FIG. 13: a side view of the components of the burner according to FIG. 1 .
FIG. 14: another side view of the components of the burner according to FIG. 1 .
FIG. 15: another side view of the components of the burner according to FIG. 1 .
FIG. 16: the side view according to FIG. 15 looking into the connecting channel between a blower and the mixing device,
FIG. 17: 2 shows a partially cutaway view of the components of the burner, looking into the connecting channel between the fan and the mixing device, with a tube for varying the passage cross section of inlet openings in a first position,
FIG. 18: the partially sectioned view of Figure 17 with the tube for varying the passage cross-section the inlet openings in a second position,
FIG. 19: a partial sectional view of the components of the burner with a view into the connecting channel between the fan and the mixing device with an alternative embodiment of a tube for varying the passage cross-section of inlet openings in a first position and
FIG. 20: the partially sectioned view of Figure 29 with the tube for varying the passage cross-section of the inlet openings in a second position.

In allen Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet, wobei zur besseren Übersicht nicht sämtliche Figuren sämtliche Bezugsziffern zeigen.In all figures, the same parts are designated by the same reference numerals, for the sake of clarity, not all figures show all reference numerals.

Die Figuren 1 bis 3 zeigen verschiedene Ansichten einer Mischeinrichtung 10, welche ein Brennerrohr 20 aufweist, dem von einem Gebläse 120 Verbrennungsluft zugeführt wird. An das Brennerrohr 20 schließt sich axial ein Flammrohr 30 an. Es ist grundsätzlich möglich, dass das Flammrohr 30 direkt an dem Brennerrohr 20 ansetzt und somit teilweise überlappend ausgebildet ist, wobei jede denkbare Verbindung zwischen dem Brennerrohr 20 und dem Flammrohr 30 möglich ist. In der vorliegenden Ausführungsform endet das Brennerrohr 20 an einer Innenseite eines Gehäuses 110 eines Brenners 100, wobei das Flammrohr 30 außerhalb des Gehäuses 110 des Brenners 100 mit Hilfe eines Adapterrings 80 angesetzt ist. Das Flammrohr 30 weist gegenüber dem Brennerrohr 20 einen erweiterten Durchmesser auf. Es ist jedoch auch möglich, dass das Flammrohr sich im Durchmesser gegenüber dem Brennerrohr 20 verjüngt oder dass das Brennerrohr 20 und das Flammrohr 30 im Wesentlichen identische Durchmesser aufweisen. Die Mischeinrichtung 10 weist eine Längsachse l auf. Die Längsachse l der Mischeinrichtung entspricht im wesentlichen der Längsachse des Brennerrohres 20 und der Längsachse des Flammrohres 30.The FIGS. 1 to 3 show various views of a mixing device 10, which has a burner tube 20, which is supplied by a fan 120 combustion air. The burner tube 20 is followed axially by a flame tube 30. It is in principle possible that the flame tube 30 attaches directly to the burner tube 20 and thus is partially overlapping, with any conceivable connection between the burner tube 20 and the flame tube 30 is possible. In the present embodiment, the burner tube 20 terminates at an inner side of a housing 110 of a burner 100, wherein the flame tube 30 outside of the housing 110 of the burner 100 by means of an adapter ring 80 is attached. The flame tube 30 has an enlarged diameter relative to the burner tube 20. However, it is also possible that the flame tube tapers in diameter relative to the burner tube 20 or that the burner tube 20 and the flame tube 30 have substantially identical diameters. The mixing device 10 has a longitudinal axis l. The longitudinal axis 1 of the mixing device essentially corresponds to the longitudinal axis of the burner tube 20 and the longitudinal axis of the flame tube 30.

Zwischen dem Brennerrohr 20 und dem Flammrohr 30 ist ein Übergangsbereich gebildet, der bei überlappender Anordnung des Brennerrohrs 20 und des Flammrohrs 30 die einander zugewandten Endbereiche des Brennerrohrs 20 bzw. des Flammrohrs 30 umfasst und gegebenenfalls wie vorliegend bei Verwendung eines Adapterrings 80 den Adapterring 80 mit einschließt.Between the burner tube 20 and the flame tube 30, a transition region is formed, the overlapping arrangement of the burner tube 20 and the flame tube 30, the facing end portions of the burner tube 20 and the flame tube 30 and optionally as in the present case when using an adapter ring 80, the adapter ring 80 with includes.

Der Adapterring 80 weist einem dem Brennerrohr 20 zugewandten Endbereich 81 und einem dem Flammrohr 30 zugewandten Endbereich 82 auf, wobei der Adapterring 80 mit seinem Endbereich 81 auf die Außenseite des Gehäuses 110 angesetzt ist und in seinem Endbereich 82 einen Überlapp mit dem Flammrohr 30 aufweist und mit dem Flammrohr 30 mittels eines Bajonettverschlusses verbunden ist. Alternativ kann eine Verbindung auch durch Verpressen oder Verschweißen erfolgen.The adapter ring 80 has an end region 81 facing the burner tube 20 and an end region 82 facing the flame tube 30, wherein the adapter ring 80 is attached with its end region 81 to the outside of the housing 110 and has an overlap with the flame tube 30 in its end region 82 and is connected to the flame tube 30 by means of a bayonet closure. Alternatively, a connection can also be made by pressing or welding.

In dem Übergangsbereich von Brennerrohr 20 und Flammrohr 30 sind Rezirkulationsöffnungen 85 angeordnet, die je nach Verbindung zwischen dem Brennerrohr 20 und dem Flammrohr 30 in einem dem Flammrohr 30 zugewandten Endbereich des Brennerrohrs 20, in einem dem Brennerrohr zugewandten Endbereich des Flammrohrs 30 und/oder in dem Adapterring 80 angeordnet sein können, wobei sie im vorliegenden Fall in dem Adapterring 80 angeordnet sind. Durch die Rezirkulationsöffnungen 85 können aus der Brennkammer Verbrennungsgase in die Flamme der Mischeinrichtung 10 zurückgeführt werden.In the transition region of the burner tube 20 and flame tube 30 recirculation openings 85 are arranged, depending on the connection between the burner tube 20 and the flame tube 30 in an end portion of the burner tube 20 facing the flame tube 30, in an end region of the flame tube 30 facing the burner tube and / or in the adapter ring 80 may be arranged, wherein they are arranged in the present case in the adapter ring 80 are. By means of the recirculation openings 85, combustion gases can be recirculated from the combustion chamber into the flame of the mixing device 10.

In das Brennerrohr 20 ist eine Trennscheibe 50 eingesetzt, deren Außendurchmesser im Wesentlichen dem Innendurchmesser des Brennerrohrs 20 entspricht und welche eine zentrische Öffnung 51 aufweist, durch welche koaxial ein Düsenstock 40 mit einer Brennstoffdüse 42 geführt ist. An der Trennscheibe 50 ist koaxial eine Luftdüse 60 angeordnet, welche derart ausgebildet ist, dass sie dem Brennerrohr 20 zugewandt eine Eintrittsöffnung 61 aufweist und sich ausgehend von dem Durchmesser der Eintrittsöffnung 61 bis zu einer Austrittsöffnung 63 verjüngt, welche dem Flammrohr 30 zugewandt ist. Die Luftdüse 60 weist an ihrer Eintrittsöffnung 61 einen Flansch 64 auf, der im vorliegenden Beispiel durch die Trennscheibe 50 gebildet ist. Die Luftdüse 60 weist eine im Wesentlichen konische Gestalt auf, welche auch einen gewölbten Außenmantel oder einen kegelstumpfartigen Außenmantel aufweisen kann. Es ist auch möglich, dass die Luftdüse 60 zunächst einen zylindrischen Abschnitt aufweist, an welchen sich ein verjüngender Abschnitt anschließt.In the burner tube 20, a cutting disk 50 is used, whose outer diameter substantially corresponds to the inner diameter of the burner tube 20 and which has a central opening 51 through which a nozzle coaxially 40 is guided with a fuel nozzle 42. Coaxially disposed on the cutting disk 50 is an air nozzle 60, which is designed such that it faces the burner pipe 20 has an inlet opening 61 and tapers from the diameter of the inlet opening 61 to an outlet opening 63, which faces the flame tube 30. The air nozzle 60 has at its inlet opening 61 a flange 64, which is formed in the present example by the cutting disk 50. The air nozzle 60 has a substantially conical shape, which may also have a curved outer shell or a frustoconical outer shell. It is also possible that the air nozzle 60 initially has a cylindrical portion, which is followed by a tapered portion.

Das Gehäuse 110 des Brenners 100 weist eine Öffnung 112 auf, durch welche die Luftdüse 60 hindurchgeführt ist, wobei die Luftdüse 60 das Gehäuse 110 des Brenners 100 mittels des Flansches 62, d. h. mittels der Trennscheibe 50 verbrennungsluftseitig abdichtet. Dazu ist zwischen dem Flansch 62 und der Innenwand des Gehäuses 110 eine Dichtung 66 angeordnet, wobei der Flansch 62 einen Außendurchmesser aufweist, der größer ist als der Durchmesser der Öffnung 112 des Gehäuses 110 und die Luftdüse 60 an ihrem brennerrohrseitigen Ende einen Außenumfang aufweist, der im Wesentlichen dem Durchmesser der Öffnung 112 entspricht. Der Flansch 62 und die Dichtung 66 werden von innen gegen die Innenwand des Gehäuses 110 gedrückt, beispielsweise federbelastet.The housing 110 of the burner 100 has an opening 112 through which the air nozzle 60 is passed, wherein the air nozzle 60 seals the housing 110 of the burner 100 by means of the flange 62, ie by means of the cutting disc 50 combustion air side. For this purpose, a seal 66 is disposed between the flange 62 and the inner wall of the housing 110, wherein the flange 62 has an outer diameter which is greater than the diameter of the opening 112 of the housing 110 and the air nozzle 60 at its burner tube end has an outer periphery, the essentially the diameter of the opening 112 corresponds. The flange 62 and the seal 66 are pressed from the inside against the inner wall of the housing 110, for example, spring-loaded.

Die Trennscheibe 50 weist Drallöffnungen 53 auf, welche die durch das Brennerrohr 20 in die Luftdüse 60 strömende Luft in Rotation um die Längsachse l der Mischeinrichtung 10 versetzt.The cutting disk 50 has swirl openings 53 which offset the air flowing through the burner pipe 20 into the air nozzle 60 into rotation about the longitudinal axis 1 of the mixing device 10.

In die Luftdüse 60 ist axial ein Düsenstock 40 eingesetzt, über den der Brennstoff, beispielsweise sowohl gasförmiger als auch flüssiger Brennstoff, zugeführt wird. Am vorderen Ende des Düsenstockes 40 tritt der Brennstoff zerstäubt über die Brennstoffdüse 42 aus. Die zugeführten gasförmigen oder flüssigen Brennstoffe können fossile, synthetische oder biogene Brennstoffe sein.In the air nozzle 60, a nozzle 40 is axially inserted, via which the fuel, for example, both gaseous and liquid fuel, is supplied. At the front end of the nozzle 40, the fuel exhausts through the fuel nozzle 42 from. The supplied gaseous or liquid fuels may be fossil, synthetic or biogenic fuels.

Die Brennstoffdüse 42 kann als Brennstoffdüse für flüssige Brennstoffe oder als Gasdüse ausgebildet sein. Es ist auch möglich, dass der Düsenstock 40 mit einer koaxialen Gasleitung mit einer ringförmiger Gasdüse im Bereich der Brennstoffdüse 42 für flüssige Brennstoffe, beispielsweise für Öl, ausgebildet ist, so dass der Brenner 100 im Zweistoffbetrieb mit Gas und flüssigem Brennstoff betrieben werden kann.The fuel nozzle 42 may be formed as a fuel nozzle for liquid fuels or as a gas nozzle. It is also possible that the nozzle 40 is formed with a coaxial gas line with an annular gas nozzle in the region of the fuel nozzle 42 for liquid fuels, for example, for oil, so that the burner 100 can be operated in two-stage operation with gas and liquid fuel.

Die Mischeinrichtung 10 weist zwei Zündelektroden 55 einer Transistorspulenzündung auf, mit welchen der zerstäubte Brennstoff gezündet wird. Die Zündelektroden 55 sind an ihren freien Enden derart abgewinkelt, dass ihre freien Enden in einem kleineren Abstand liegen als ihre nicht abgewinkelten Enden, wobei die freien Enden im Wesentlichen vor die Austrittsöffnungen 63 der Luftdüse 60 gebogen sind. Zwischen den beiden Enden der Zündelektroden 55 wird die Flamme gezündet. Die Brennstoffdüse 42 ist dabei derart angeordnet, dass sich die Flamme in dem Flammrohr 30 vor der Austrittsöffnung 63 der Luftdüse 60 erstreckt. Die extern angebrachten Zündelektroden 55 können gewechselt werden, ohne den Brenner 100 zu demontieren. Die Zündelektroden 55 können bei einer Ionisationsstrom-Flammenüberwachung zusätzlich als Ionisationselektroden verwendet werden. Wird keine Ionisationsüberwachung eingesetzt, erfolgt eine optische Flammenüberwachung und/oder eine direkte Messung der Verbrennungsgüte mit Hilfe eines CO- oder O2-Sensors.The mixing device 10 has two ignition electrodes 55 of a transistor coil ignition, with which the atomized fuel is ignited. The ignition electrodes 55 are angled at their free ends such that their free ends are located at a smaller distance than their non-angled ends, wherein the free ends are bent substantially in front of the outlet openings 63 of the air nozzle 60. Between the two ends of the ignition electrodes 55, the flame is ignited. The fuel nozzle 42 is arranged such that the Flame in the flame tube 30 in front of the outlet opening 63 of the air nozzle 60 extends. The externally mounted ignition electrodes 55 can be changed without disassembling the burner 100. The ignition electrodes 55 can additionally be used as ionization electrodes in ionization current flame monitoring. If no ionization monitoring is used, an optical flame monitoring and / or a direct measurement of the combustion quality is carried out with the aid of a CO or O2 sensor.

Die Mischeinrichtung 10 weist Rezirkulationsmittel 70 auf, welche axial fixiert innerhalb der Mischeinrichtung 10 angeordnet sind und mit welchen es möglich ist, einen Durchtrittsquerschnitt 86 der Rezirkulationsöffnungen 85 einstellbar zu verändern. Die Rezirkulationsmittel 70 sind insbesondere als ringförmiges Element mit einer Umfangswand 71 ausgebildet, welche in einer alternativen Ausführungsform einen Boden 72 aufweisen können, um derart ein topfförmiges Element zu bilden, das beispielsweise in Richtung auf das Flammrohr 30 offen ist. Der Außendurchmesser der Umfangswand 71 der Rezirkulationsmittel 70 entspricht dabei im Wesentlichen dem Innendurchmesser des Adapterrings 80, wobei gegebenenfalls ein Spiel vorgesehen ist, insgesamt der Adapterring 80 jedoch als Führungsrohr für die Rezirkulationsmittel 70 dient. Im Boden 72 der Rezirkulationsmittel 70 ist eine zentrische Öffnung 73 angeordnet, welche stromaufseitig vor der Austrittsöffnung 73 der Luftdüse 60 und dem Düsenstock 40 mit der Brennstoffdüse 42 liegt. Die Zündelektroden 55 sind durch zwei weitere Öffnungen des Bodens 72 der Rezirkulationsmittel 70 geführt. Die zentrische Öffnung 73 des Bodens 72 der Rezirkulationsmittel 70 kann als düsenförmige Austrittsöffnung 74 ausgebildet sein.The mixing device 10 has recirculation means 70, which are arranged axially fixed within the mixing device 10 and with which it is possible to adjust a passage cross-section 86 of the recirculation openings 85 adjustable. The recirculation means 70 are in particular formed as an annular element with a peripheral wall 71, which in an alternative embodiment may have a bottom 72 so as to form a pot-shaped element which is open, for example, in the direction of the flame tube 30. The outer diameter of the circumferential wall 71 of the recirculation means 70 substantially corresponds to the inner diameter of the adapter ring 80, wherein optionally a clearance is provided, but the adapter ring 80 serves as a guide tube for the recirculation means 70. In the bottom 72 of the recirculation means 70, a central opening 73 is arranged, which is upstream of the outlet opening 73 of the air nozzle 60 and the nozzle 40 with the fuel nozzle 42. The ignition electrodes 55 are guided through two further openings of the bottom 72 of the recirculation means 70. The central opening 73 of the bottom 72 of the recirculation means 70 may be formed as a nozzle-shaped outlet opening 74.

In der Umfangswand 71 der Rezirkulationsmittel 70 sind Öffnungen 75 angeordnet. Sowohl die Rezirkulationsöffnungen 85 als auch die Öffnungen 75 sind insbesondere als gegen die Längsachse l der Mischeinrichtung 10 geneigte Schlitze ausgebildet, wobei vorzugsweise die Rezirkulationsöffnungen 85 und die Öffnungen 75 in ihrer Form und Neigung im Wesentlichen übereinstimmen. Die Rezirkulationsmittel 70 sind axial dadurch fixiert, dass sie an das dem Brennerrohr 20 zugewandte Ende des Flammrohres 30, welches innenliegend an dem Adapterring 80 überlappend eingeführt ist, auf Stoß anliegen. Die Rezirkulationsmittel 70 sind vorzugsweise weiterhin axial dadurch fixiert, dass die zentrische Öffnung 73 des Bodens 72 an der Luftdüse 60, beispielsweise der Austrittsöffnung 63 der Luftdüse 60 fixiert angeordnet ist. An der Austrittsöffnung 63 der Luftdüse 60 ist dazu insbesondere ein Flansch 64 angeordnet, welcher an dem Boden 72 der Rezirkulationsmittel 70 fixiert, beispielsweise verschweißt oder verschraubt ist.In the peripheral wall 71 of the recirculation means 70 openings 75 are arranged. Both the recirculation openings 85 and the openings 75 are in particular designed as slits inclined against the longitudinal axis 1 of the mixing device 10, wherein preferably the recirculation openings 85 and the openings 75 substantially coincide in their shape and inclination. The recirculation means 70 are fixed axially in that they abut against the burner tube 20 facing the end of the flame tube 30, which is overlapped on the inside of the adapter ring 80, abutting. The recirculation means 70 are preferably further axially fixed by the fact that the central opening 73 of the bottom 72 is arranged fixed to the air nozzle 60, for example the outlet opening 63 of the air nozzle 60. At the outlet opening 63 of the air nozzle 60 in particular a flange 64 is arranged, which is fixed to the bottom 72 of the recirculation means 70, for example, welded or screwed.

Der Boden 72 der Rezirkulationsmittel 70 kann insbesondere als Hitzeschott zwischen dem Brennerrohr 20 und dem Flammrohr 30 dienen. Zwischen den Rezirkulationsmitteln 70 und der Außenseite des Gehäuses 110 des Brenners 100 kann zusätzlich eine Isolierung angeordnet sein, um die Wärmebelastung des Brennerraums zu verringern.The bottom 72 of the recirculation means 70 can serve in particular as a heat seal between the burner tube 20 and the flame tube 30. In addition, an insulation may be arranged between the recirculation means 70 and the outside of the housing 110 of the burner 100 in order to reduce the heat load on the burner chamber.

Die Rezirkulationsmittel 70 sind um ihre Längsachse, welche insbesondere mit der Längsachse l der Mischeinrichtung 10 übereinstimmt, drehbar innerhalb der Mischeinrichtung 10 angeordnet und ausgebildet, bei Drehung um ihre Längsachse den Durchtrittsquerschnitt 86 der Rezirkulationsöffnungen 85 zu variieren. Dies erfolgt insbesondere dadurch, dass bei Drehung der Rezirkulationsmittel 70 um ihre Längsachse die Öffnungen 75 entweder fluchtend zu den Rezirkulationsöffnungen 85 angeordnet sind und somit den vollständigen Durchtrittsquerschnitt 86 der Rezirkulationsöffnungen 85 freigeben oder bei Weiterdrehung die Umfangswand 71 der Rezirkulationsmittel 70 die Rezirkulationsöffnungen 85 zumindest teilweise oder vollständig überdecken und somit den Durchtrittsquerschnitt 86 variieren bis hin zur vollständigen Schließung der Rezirkulationsöffnungen 85.The recirculation means 70 are arranged around their longitudinal axis, which in particular coincides with the longitudinal axis l of the mixing device 10 rotatably within the mixing device 10 and formed to vary the passage cross-section 86 of the recirculation 85 at rotation about its longitudinal axis. This is done in particular by virtue of the fact that, when the recirculation means 70 are rotated about their longitudinal axis, the openings 75 are arranged either in alignment with the recirculation openings 85 and thus have the complete passage cross section 86 of the recirculation openings 85 release or upon further rotation, the peripheral wall 71 of the recirculation means 70 at least partially or completely cover the recirculation openings 85 and thus vary the passage cross section 86 up to the complete closure of the recirculation openings 85th

Die Drehung der Rezirkulationsmittel 70 erfolgt insbesondere mittels eines innerhalb der Mischeinrichtung 10 geführten Betätigungselements. Vorliegend ist das Betätigungselement durch die Luftdüse, welche mit den Rezirkulationsmitteln 70 axial und drehfest verbunden ist, und eine an der Luftdüse 60 drehfest angeordnete Halterung 43 für den Düsenstock 40 gebildet. Die Halterung 43 hält den Düsenstock 40 koaxial in dem Brennerrohr 20 und der Luftdüse 60. Die Halterung 43 weist insbesondere ein erstes Element 43a und ein zweites Element 43b auf, welche mittels einer Klauenkupplung 44 (vgl. insbesondere Figur 6) drehfest miteinander verbunden sind. Das zweite Element 43b ist dabei stromaufseitig der Trennscheibe 50, welche mit der Luftdüse 60 verbunden ist, angeordnet, während das erste Element 43a stromauf des zweiten Elements 43b angeordnet ist und stromaufseitig mit einer Betätigungsplatte 90 verbunden ist, mittels welcher die Halterung 43 insbesondere im Gehäuse 110 des Brenners 100 befestigt ist. Die Betätigungsplatte 90 ermöglicht insbesondere eine luftdichte Abdichtung des Gehäuses 110 des Brenners 100 und ist vorzugsweise in dem Gehäuse 110 drehbar gelagert angeordnet.The rotation of the recirculation means 70 is effected in particular by means of an operating element guided within the mixing device 10. In the present case, the actuating element is formed by the air nozzle, which is connected to the recirculation means 70 axially and rotationally fixed, and a rotatably mounted on the air nozzle 60 holder 43 for the nozzle 40. The holder 43 holds the nozzle assembly 40 coaxially in the burner tube 20 and the air nozzle 60. The holder 43 has in particular a first element 43a and a second element 43b, which by means of a dog clutch 44 (see, in particular FIG. 6 ) are rotatably connected to each other. The second element 43b is arranged upstream of the cutting disk 50, which is connected to the air nozzle 60, while the first element 43a is arranged upstream of the second element 43b and upstream connected to an actuating plate 90, by means of which the holder 43 in particular in the housing 110 of the burner 100 is attached. The actuating plate 90 in particular allows an airtight seal of the housing 110 of the burner 100 and is preferably arranged rotatably mounted in the housing 110.

Bei Drehen der Betätigungsplatte 90 wird somit das erste Element 43a der Halterung 43, über die Klauenkupplung 44 gleichzeitig das zweite Element 43b der Halterung 43 und darüber die Trennscheibe 50 sowie die daran angeordnete Luftdüse 60 einschließlich der an der Luftdüse 60 angeordneten Rezirkulationsmittel 70 verdreht, so dass auf dieser Art und Weise mit Hilfe der Betätigungsplatte 90 von außerhalb des Brenners 100 die Rezirkulationsmittel 70 verdreht werden können, um den Durchtrittsquerschnitt 86 der Rezirkulationsöffnungen 85 während des Betriebs des Brenners 100 variieren zu können.Upon rotation of the actuating plate 90 thus the first element 43a of the holder 43, via the jaw clutch 44 simultaneously the second element 43b of the holder 43 and above the blade 50 and the air nozzle 60 disposed thereon including arranged on the air nozzle 60 recirculation means 70, so that in this way by means of the actuator plate 90 from outside the burner 100, the recirculation means 70 can be rotated in order to vary the passage cross-section 86 of the recirculation openings 85 during operation of the burner 100 can.

Der Drehweg der Betätigungsplatte 90 ist vorzugsweise mittels einer in der Betätigungsplatte 90 angeordneten Nut 92, die als Bogensegment ausgebildet ist, und eines in der Nut 92 geführten Zapfens 93, der drehfest beispielsweise an der Außenwand des Gehäuses 110 angeordnet ist, begrenzt, um eindeutig auch von außen erkennbar die Positionen einstellen zu können, in welche die Rezirkulationsmittel 70 die Rezirkulationsöffnungen 80 entweder vollständig öffnen oder vollständig schließen. Eine Verdrehung der Betätigungsplatte 90 kann entweder manuell oder auch automatisiert, insbesondere automatisiert mit Hilfe eines Reglers, erfolgen.The rotational path of the actuating plate 90 is preferably limited by means arranged in the actuating plate 90 groove 92 which is formed as an arc segment, and guided in the groove 92 pin 93 which is non-rotatably disposed, for example, on the outer wall of the housing 110 to clearly recognizable from the outside to be able to adjust the positions in which the recirculation means 70, the recirculation openings 80 either fully open or close completely. A rotation of the actuator plate 90 can be done either manually or automatically, in particular automatically with the aid of a controller.

Zwischen dem ersten Element 43a und dem zweiten Element 43b der Halterung 43 ist eine Feder 45, insbesondere eine Schraubefeder 45 angeordnet (vgl. insbesondere Figur 6), die zwischen entsprechend umlaufende Vorsprünge an dem ersten Element 43a und dem zweiten Element 43b gespannt ist und somit ein Anpressen des zweiten Elements 43b einschließlich der daran angeordneten Trennscheibe 50 an die Innenwand des Gehäuses 110 bewirkt, so dass mit Hilfe der zwischen der Trennscheibe 50 und der Innenwand des Gehäuses 110 angeordneten Dichtung 66 eine Abdichtung der Öffnung 112, durch welche die Luftdüse 60 der Mischeinrichtung 10 geführt ist, erfolgt.Between the first element 43a and the second element 43b of the holder 43, a spring 45, in particular a helical spring 45 is arranged (cf. FIG. 6 ), which is stretched between corresponding circumferential projections on the first element 43 a and the second element 43 b and thus causes a pressing of the second element 43 b, including the separating disc 50 arranged thereon, against the inner wall of the housing 110, so that with the aid of between the cutting disc 50 and the inner wall of the housing 110 arranged seal 66, a seal of the opening 112, through which the air nozzle 60 of the mixing device 10 is guided takes place.

Die Figuren 4 und 5 zeigen perspektivische, teilweise geschnittene Ansichten der Mischeinrichtung 10 gemäß den Figuren 1 bis 3, wobei die Luftdüse 60 brennerrohrseitig nicht durch die Trennscheibe 50 abgeschlossen ist. Die Abdichtung zwischen dem Innenraum des Brennerrohrs 20 und dem Innenraum des Flammenrohres 30 erfolgt vorzugsweise durch den Boden 72 der Rezirkulationsmittel 70. Die Trennscheibe 50 kann insbesondere dann entfallen, wenn bereits verdrallte Luft in das Brennerrohr 20 eingeleitet wird.The FIGS. 4 and 5 show perspective, partially sectional views of the mixing device 10 according to the FIGS. 1 to 3 , wherein the air nozzle 60 not on the burner tube side the blade 50 is completed. The sealing between the interior of the burner tube 20 and the interior of the flame tube 30 preferably takes place through the bottom 72 of the recirculation means 70. The cutting disc 50 can be dispensed with, in particular, when already twisted air is introduced into the burner tube 20.

Die Figuren 7 bis 10 zeigen verschiedene Ansichten des Brenners 100 mit der Mischeinrichtung 10 gemäß den Figuren 1 bis 3, aus welchen ersichtlich wird, dass in einer Ausführungsform der Düsenstock 40 einschließlich der Brennstoffdüse 42 in der Mischeinrichtung 10 axial verschiebbar angeordnet ist. Dabei zeigen insbesondere die Figuren 7, 9 und 10 den Düsenstock 40 in einer ersten Position, in welcher die Brennstoffdüse 42 in der Austrittsöffnung 63 der Luftdüse 60 liegt, während Figur 8 die Position des Düsenstocks 40 zeigt, bei welcher die Brennstoffdüse 42 axial stromauf versetzt vor der Austrittsöffnung 63 der Luftdüse 60 liegt.The FIGS. 7 to 10 show various views of the burner 100 with the mixing device 10 according to the FIGS. 1 to 3 from which it can be seen that, in one embodiment, the nozzle assembly 40, including the fuel nozzle 42, is disposed axially displaceable in the mixing device 10. This show in particular the FIGS. 7 . 9 and 10 the nozzle assembly 40 in a first position, in which the fuel nozzle 42 in the outlet opening 63 of the air nozzle 60 is during FIG. 8 shows the position of the nozzle block 40, in which the fuel nozzle 42 axially upstream from the outlet opening 63 of the air nozzle 60 is located.

Um den Düsenstock 40 axial verstellen zu können, ist am stromaufseitigen Ende des Düsenstocks 40 eine Spindel 47 angeordnet, welche durch eine Stellmutter 48 geführt ist. Bei Drehen der Stellmutter 48 wird somit die Spindel 47 und der sich daran anschließende Düsenstock 40 einschließlich der Brennstoffdüse 42 je nach Drehrichtung entweder in die Mischeinrichtung 10 hinein oder aus der Mischeinrichtung 10 heraus gedreht. Dadurch, dass die Spindel 47 am stromaufseitigen Ende des Brennerrohrs aus den Gehäuse 110 des Brenners 100 herausgeführt ist, kann insbesondere eine axiale Bewegung des Düsenstocks 40 auch während des Betriebs des Brenners 100 erfolgen. Mittels der Stellmutter 48 ist insbesondere die axiale Position des Düsenstocks 40 stufenlos einstellbar.In order to adjust the nozzle 40 axially, a spindle 47 is arranged at the upstream end of the nozzle block 40, which is guided by an adjusting nut 48. When turning the adjusting nut 48 thus the spindle 47 and the adjoining nozzle 40 including the fuel nozzle 42 is rotated depending on the direction of rotation either in the mixing device 10 or out of the mixing device 10 out. Characterized in that the spindle 47 is led out of the housing 110 of the burner 100 at the upstream end of the burner tube, in particular an axial movement of the nozzle block 40 can also take place during the operation of the burner 100. By means of the adjusting nut 48 in particular the axial position of the nozzle block 40 is infinitely adjustable.

Es können Arretiermittel vorgesehen sein, so dass bei der gewünschten Position der Stellmutter 48 eine Fixierung der Stellmutter 48 erfolgen kann, um ein versehentliches Verstellen der Stellmutter 48 zu verhindern.It can be provided locking means, so that at the desired position of the adjusting nut 48, a fixing of the adjusting nut 48 can be made to prevent accidental adjustment of the adjusting nut 48.

Weiterhin kann eine Verriegelungsvorrichtung 49 vorgesehen sein, die eine Verriegelung derart ermöglicht, dass die Stellmutter 48 in axialer Richtung fixiert ist, um ein vollständiges axiales Herausziehen der Spindel 47 zu verhindern. Bei Lösen der Verriegelungsvorrichtung 49 kann die Spindel 47 einschließlich des daran angeordneten Düsenstocks 40 und der Brennstoffdüse 42 axial aus der Mischeinrichtung 10 herausgezogen werden, so dass auf diese Art und Weise ein einfacher Austausch der Brennstoffdüse 42 erfolgen kann. Die Verriegelungsvorrichtung 49 ist dabei insbesondere als quer zur Längsachse l der Mischeinrichtung 10 verschiebbare Platte 49a mit einer schlüssellochartigen Öffnung 49b ausgebildet (vgl. insbesondere Figuren 4, 6 und 11), so dass bei Eingriff des schmaleren Teils der schlüssellochartigen Öffnung 49b eine axiale Fixierung der Stellmutter 48 und bei Eingriff der Stellmutter 48 in den verbreiterten Teil der schlüssellochartigen Öffnung 49b ein Herausziehen der Stellmutter 48 einschließlich der Gewinde 47 und des Düsenstocks 40 möglich ist.Furthermore, a locking device 49 may be provided, which allows a locking such that the adjusting nut 48 is fixed in the axial direction to prevent complete axial withdrawal of the spindle 47. Upon release of the locking device 49, the spindle 47 including the nozzle block 40 and the fuel nozzle 42 arranged thereon can be pulled axially out of the mixing device 10, so that a simple exchange of the fuel nozzle 42 can take place in this manner. In this case, the locking device 49 is designed in particular as a plate 49a displaceable transversely to the longitudinal axis 1 of the mixing device 10, with a keyhole-like opening 49b (cf. FIGS. 4 . 6 and 11 ), so that upon engagement of the narrower part of the keyhole-like opening 49b axial fixing of the adjusting nut 48 and upon engagement of the adjusting nut 48 in the widened portion of the keyhole-like opening 49b, a withdrawal of the adjusting nut 48 including the thread 47 and the nozzle block 40 is possible.

Der Düsenstock 40 ist insbesondere manuell oder automatisiert axial verschiebbar, bei automatisierter Verschiebbarkeit insbesondere regelbasiert verschiebbar.The nozzle 40 is in particular manually or automatically axially displaceable, in particular rule-based displaced with automated displacement.

Die Figuren 11 bis 15 zeigen verschiedene Komponenten des Brenners 100 mit der Mischeinrichtung 10, dem Gebläse 120 sowie einer Kraftstoffpumpe 140.The FIGS. 11 to 15 show various components of the burner 100 with the mixing device 10, the blower 120 and a fuel pump 140th

Das Gebläse 120 erzeugt einen Luftstrom entlang einer ersten Richtung x (vgl. insbesondere Figuren 11 und 16), welche mittels eines Verbindungskanals 130 in das Brennerrohr 20 der Mischeinrichtung 10 eingeleitet wird. Anhand der Figuren 16 bis 18 wird die Ausgestaltung des Verbindungskanals 130 näher erläutert, welche grundsätzlich unabhängig von der konkreten Ausgestaltung der Mischeinrichtung 10 ist. Das Gebläse 120 erzeugt ein Luftstrom in der ersten Richtung x, in welcher die Luft in den Verbindungskanal 130 einströmt, wobei der Verbindungskanal 130 die Luft in eine zweite Richtung y, welche insbesondere senkrecht zur ersten Richtung x verläuft, umlenkt. Insbesondere entspricht die zweite Richtung y der Längsachse l der Mischeinrichtung 10, so dass der Verbindungskanal 130 dafür Sorge trägt, dass die Luft in Richtung der Längsachse l in die Mischeinrichtung 10 einströmt, das Gebläse 120 jedoch nicht in Verlängerung der Längsachse l angeordnet werden muss, wo die thermische Belastung hoch ist, sondern versetzt zur Längsachse l angeordnet werden kann, wo die thermische Belastung geringer ist.The fan 120 generates an airflow along a first direction x (see in particular FIG Figures 11 and 16 ), which is introduced by means of a connecting channel 130 in the burner tube 20 of the mixing device 10. Based on FIGS. 16 to 18 the design of the connecting channel 130 is explained in more detail, which is basically independent of the specific embodiment of the mixing device 10. The fan 120 generates an air flow in the first direction x, in which the air flows into the connecting channel 130, wherein the connecting channel 130 deflects the air in a second direction y, which is in particular perpendicular to the first direction x. In particular, the second direction y corresponds to the longitudinal axis 1 of the mixing device 10, so that the connecting channel 130 ensures that the air flows into the mixing device 10 in the direction of the longitudinal axis 1, but the fan 120 does not have to be arranged in extension of the longitudinal axis 1, where the thermal load is high, but can be arranged offset to the longitudinal axis l, where the thermal load is lower.

In der ersten Richtung x weitet sich der Verbindungskanal 130 keilförmig auf, um dem Luftstrom bereits eine Geschwindigkeitskomponente in der zweiten Richtung y gegeben.In the first direction x, the connecting channel 130 widened in a wedge-shaped manner so as to already give the air flow a velocity component in the second direction y.

Der Verbindungskanal 130 ist insbesondere derart ausgestaltet, dass er Mittel aufweist, welche die Luft, welche in der ersten Richtung x einströmt, in eine Kreisströmung um die zweite Richtung y lenken. Auf diese Art und Weise wird bereits im Verbindungskanal 130 ein Drall der Luftströmung erreicht, welche die Arbeitsweise der Mischeinrichtung 10 dahingehend begünstigt, dass eine bessere Verwirbelung zwischen der einströmenden Luft und dem eingesprühten Brennstoff erfolgt, so dass auf diese Weise eine stabilere Flamme erreicht werden kann.The connecting channel 130 is in particular designed such that it has means which direct the air flowing in the first direction x into a circular flow around the second direction y. In this way, a swirl of the air flow is achieved already in the connecting channel 130, which favors the operation of the mixing device 10 in that a better turbulence between the incoming air and the sprayed fuel takes place, so that a more stable flame can be achieved in this way ,

Der Verbindungskanal 130 weist einen Rohrabschnitt 132 auf, dessen Längsachse parallel zur zweiten Richtung y und somit parallel zur Längsachse l der Mischeinrichtung 10 verläuft und welcher insbesondere zumindest abschnittsweise mit dem Brennerrohr 20 übereinstimmt. Der Rohrabschnitt 132 weist wenigstens eine, vorliegend zwei diametral gegenüberliegende Einströmöffnungen 134 auf. Durch eine der beiden Einströmöffnungen 134 kann entlang der ersten Richtung x strömende Luft tangential in den Rohrabschnitt 132 einströmen. Durch die diametral gegenüberliegende Einströmöffnung 134 strömt ebenfalls Luft tangential in den Rohrabschnitt 132 ein, jedoch nach Umlenkung um 180° aus der ersten Richtung x. Auf diese Art und Weise wird mit Hilfe des Verbindungskanals 130 direkt Luft tangential in das Brennerrohr 20 eingeleitet, wobei eine Kreisströmung um die Längsachse l der Mischeinrichtung 10 erzeugt wird und somit bereits durch das Brennerrohr 20 verdrallte Luft der Luftdüse 60 zugeführt wird, so dass gegebenenfalls die Trennscheibe 50 mit Drallöffnungen 53 entfallen kann, alternativ durch die Drallöffnungen 53 der Trennscheibe 50 die Luft weiter in Richtung um die Längsachse l der Mischeinrichtung 10 verdrallt wird. Die Richtung der Drallöffnungen 53 entspricht dabei insbesondere der Richtung der Kreisströmung um die Längsachse l der Mischeinrichtung 10, um die Luftströmung möglichst wenig zu stören. Auch die Neigung der Rezirkulationsöffnung 85 und der Öffnungen 75 der Rezirkulationsmittel 70 entsprechen insbesondere der Drallrichtung der einströmenden Luft, um die Strömung möglichst wenig zu stören.The connecting channel 130 has a tube section 132, the longitudinal axis of which runs parallel to the second direction y and thus parallel to the longitudinal axis 1 of the mixing device 10 and which in particular coincides at least in sections with the burner tube 20. The pipe section 132 has at least one, in the present case two diametrically opposite inlet openings 134. Through one of the two inflow openings 134, air flowing along the first direction x can flow tangentially into the pipe section 132. Through the diametrically opposite inlet opening 134 also flows air tangentially into the pipe section 132, but after deflection by 180 ° from the first direction x. In this way, direct air is introduced tangentially into the burner tube 20 by means of the connecting channel 130, wherein a circular flow is generated about the longitudinal axis l of the mixing device 10 and thus already supplied through the burner tube 20 twisted air of the air nozzle 60, so that optionally the separating disk 50 with swirl openings 53 can be omitted, alternatively the air is twisted further in the direction of the longitudinal axis 1 of the mixing device 10 by the swirl openings 53 of the separating disk 50. The direction of the swirl openings 53 corresponds in particular to the direction of the circular flow about the longitudinal axis 1 of the mixing device 10 in order to disturb the air flow as little as possible. The inclination of the recirculation opening 85 and the openings 75 of the recirculation means 70 correspond in particular to the swirl direction of the incoming air in order to disturb the flow as little as possible.

Die Umleitung der aus dem Gebläse 120 strömenden Luft in die Einströmöffnung 134 erfolgt insbesondere mittels eines Luftleitblechs 138, welches den Verbindungskanal 130 in zwei Luftkanäle teilt, von welchen der eine Luft auf die erste Einströmöffnung 134 und der andere Luft um 180° umgelenkt in die zweite Einströmöffnung 134 leitet, um auf diese Weise Luft durch beide Einströmöffnungen 134 tangential in den Rohrabschnitt 132 einleiten zu können. Das Luftleitblech 138 ist in seiner Position innerhalb des Verbindungskanals 130 beispielsweise mittels einer Schraube 139 verstellbar, um die Luftmenge, welche durch die beiden Einströmöffnungen 134 einströmt, variieren zu können.The diversion of the air flowing from the blower 120 into the inflow opening 134 takes place, in particular, by means of an air guide plate 138, which divides the connection channel 130 into two air ducts, of which one air flows onto the first inflow opening 134 and the other air deflected by 180 ° deflected into the second inflow opening 134 in order to be able to introduce air through both inflow openings 134 tangentially into the pipe section 132 in this way. The air guide plate 138 is adjustable in its position within the connecting channel 130, for example by means of a screw 139 in order to vary the amount of air flowing through the two inlet openings 134.

Weiterhin sind Mittel vorgesehen, mittels welcher ein Durchtrittsquerschnitt 135 der Einströmöffnungen 134 variabel einstellbar ist. Die Mittel sind als Rohr 136 ausgebildet, welcher mit seiner Außenwandung an der Innenwandung des Rohrabschnittes 132 und/oder der Innenwandung des Luftleitblechs 138 anliegt. Das Rohr 136 weist zwei diametral angeordnete Öffnungen 137 auf, welche insbesondere als Schlitze in Richtung der Längsachse l der Mischeinrichtung 10 ausgebildet sind, wobei das Rohr 136 um die Längsachse l drehbar gelagert angeordnet ist, so dass je nach Drehung und Position des Rohrs 136 und der Öffnungen 137 relativ zu den Einströmöffnungen 134 die Einströmöffnungen 134 mehr oder weniger geöffnet und somit der Durchtrittsquerschnitt 135 der Einströmöffnungen 134 variiert wird. Die Drehung des Rohrs 136 erfolgt insbesondere mittels eines Betätigungshebels 150 (vgl. insbesondere Fig. 2), der vorzugsweise von der Außenseite des Brennergehäuses betätigt werden kann, so dass eine Variation des Durchtrittsquerschnitts der Einströmöffnungen 134 während des Betriebs des Brenners 100 erfolgen kann. Der Betätigungshebel 150 weist eine Nut 152 auf, in welcher ein Zapfen 153 geführt ist, wodurch eine Begrenzung des Drehwegs des Betätigungshebels 150 erfolgt, so dass auch ohne das Brennergehäuse öffnen zu müssen erkennbar ist, ob die Einströmöffnungen 134 gerade einen maximalen oder minimalen oder einen zwischen den Extrempositionen gelegenen Durchtrittsquerschnitt aufweisen.Furthermore, means are provided, by means of which a passage cross-section 135 of the inflow openings 134 is variably adjustable. The means are designed as a tube 136, which rests with its outer wall on the inner wall of the pipe section 132 and / or the inner wall of the air baffle 138. The tube 136 has two diametrically arranged openings 137 which are formed in particular as slots in the direction of the longitudinal axis l of the mixing device 10, wherein the tube 136 is arranged rotatably mounted about the longitudinal axis l, so that depending on the rotation and position of the tube 136 and the openings 137 relative to the inlet openings 134, the inflow openings 134 more or less open and thus the passage cross-section 135 of the inflow openings 134 is varied. The rotation of the tube 136 is effected in particular by means of an actuating lever 150 (cf. Fig. 2 ), which can be preferably actuated from the outside of the burner housing, so that a variation of the passage cross section of the inflow openings 134 during operation of the burner 100 can take place. The actuating lever 150 has a groove 152, in which a pin 153 is guided, whereby a limitation of the rotational travel of the actuating lever 150 takes place, so that even without opening the burner housing to recognize whether the inlet openings 134 just a maximum or minimum or between the extreme positions located passage cross-section.

Die Luftströmung in Richtung der Längsachse l der Mischeinrichtung 10 wird weiterhin dadurch begünstigt, dass in dem Rohrabschnitt 132, insbesondere in dem Brennerrohr 20, ein Kegelstumpf angeordnet ist, dessen verjüngter Abschnitt in Richtung auf die Mischeinrichtung 10 oder das Flammrohr 30 weist, wobei vorliegend das zweite Element 43b der Halterung 43 des Düsenstocks 40 als kegelstumpfartiges Element ausgebildet ist.The air flow in the direction of the longitudinal axis l of the mixing device 10 is further facilitated by the fact that in the tube section 132, in particular in the burner tube 20, a truncated cone is arranged, the tapered portion facing in the direction of the mixing device 10 or the flame tube 30, wherein present second element 43b of the holder 43 of the nozzle block 40 is formed as a truncated cone-like element.

Eine zu der in den Figuren 17 und 18 alternative Ausführungsform des Verbindungskanals 130 zeigen die Figuren 19 und 20. Es ist möglich, wie in den Figuren 19 und 20 dargestellt, das in dem Verbindungskanal 130 angeordnete Luftleitblech 138 weg zu lassen, so dass die aus dem Gebläse 120 strömende Luft teilweise in die erste Einströmöffnung 134 und teilweise lediglich auf der Außenseite des Brennerrohrs 20 umgelenkt in die diametral gegenüberliegende Einströmöffnung 134 strömt. Statt des Luftleitblechs 138 kann an dem Rohr 136, insbesondere an einer der Öffnungen 137, tangential ein Leitblech 131 angeordnet sein, dass sich insbesondere durch die erste Einströmöffnung 134 in den Verbindungskanal 130 erstreckt und eine Teilung des Luftstroms begünstigt. Dabei wird das Leitblech 131 bei Drehung des Rohrs 136 ebenfalls gedreht, so dass auf diese Weise ebenfalls eine Variation des Durchtrittsquerschnitts der Einströmöffnung 134 erfolgen kann.One to the in the FIGS. 17 and 18 alternative embodiment of the connection channel 130 show the FIGS. 19 and 20 , It is possible, as in the FIGS. 19 and 20 2, the air guide plate 138 arranged in the connection channel 130 is omitted, so that the air flowing out of the blower 120 flows partially into the first inlet opening 134 and partially only on the outside of the burner tube 20 into the diametrically opposite inlet opening 134. Instead of the air baffle 138, a guide plate 131 can be tangentially arranged on the tube 136, in particular on one of the openings 137, that extends in particular through the first inlet opening 134 into the connection channel 130 and favors a division of the air flow. In this case, the guide plate 131 is also rotated upon rotation of the tube 136, so that in this way also a variation of the passage cross-section of the inflow opening 134 can take place.

In allen dargestellten Ausführungsbeispielen ist das Gebläse 120 vorzugsweise stufenlos in seiner Drehzahl veränderbar. Weiterhin ist die Menge des Brennstoffs, welche über die Brennstoffdüse 42 der Mischeinrichtung 10 zugeführt wird, ebenfalls stufenlos veränderbar.In all illustrated embodiments, the fan 120 is preferably infinitely variable in its speed. Furthermore, the amount of fuel, which is supplied via the fuel nozzle 42 of the mixing device 10, also variable continuously.

Der Brenner 100 mit der Mischeinrichtung 10, dem Gebläse 110 und dem dazwischen angeordneten Verbindungskanal 130 ermöglicht eine schadstoffarme, effiziente Verbrennung von flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen. Durch die beschriebene Geometrie des Verbindungskanals 130 wird der Druckverlust der zuströmenden Verbrennungsluft minimiert und der Gebläsedruck wird vorrangig zur Vermischung von Verbrennungsluft und Brennstoff und zur Überwindung der abgasseitigen Widerstände im Wärmeerzeuger und im Abgassystem genutzt. Durch die Geometrie des Verbindungskanals 130 wird weiterhin eine Erhöhung des statischen Drucks der Querschnittserweiterung der Luftkanäle im Übergang zum Brennerrohr 20 bewirkt, welche die Flamme auch bei Druckschwankungen im Abgassystem stabilisiert. Durch die Verdrallung der Luft bereits im Brennerrohr 20 wird ein hoher Drehimpuls der Verbrennungsluft erzeugt, welcher eine homogene Verdrallung des Kraftstoff-Luftgemisches vor und hinter der Luftdüse 60 mit oder ohne Trennscheibe50 und eine stabile Unterdruckzone im Rezirkulationsbereich ermöglicht. Die homogene Verdrallung und die optimal einströmenden Abgase ermöglichen eine optimale Vermischung der Verbrennungsluft, der regulierenden heißen Abgase und des eingedüsten kegelförmigen, aerosolen Kraftstoffsprays, welches vor der Flammenwurzel optimal verdampft wird. Die Verbrennung erfolgt stabil und besonders geräuscharm unter blauer Flamme mit geringem NOx-, CO- und CxHy-Emissionen. Unerwünschtes undefiniertes Rückzünden im Bereich der Flammenwurzel und an der Rezirkulationszone wird vermieden. Hierdurch wird insbesondere eine Rußbildung am Mischkopf und den Zündelektroden 55 verhindert. Die gute Vermischung von Verbrennungsluft, Abgasen und Brennstoff ermöglicht eine Reduzierung des Einspritzdrucks, insbesondere von Heizöl, auf weniger als 4 Bar. Dies ermöglicht eine Reduzierung der Brennerleistung auf unter 7 kW, wenn handelsübliche Brennstoffdüsen 42 verwendet werden. Durch die Reduzierung der Druckverluste im Brenner 100 eignet sich das System auch für den Einsatz in größeren Leistungsbereichen von mehr als 150 kW, wo bislang die exponential steigende Gebläseleistung den Einsatz von Blaubrandsystemen mit drallstabilisierter Flamme limitierte. Die optimal stabilisierte Flamme eignet sich das System besonders für den Einsatz von Brennwertwärmetauschern und Heizkesseln mit hohen abgasseitigen Widerständen. Die Abdichtung der Luftdüse 60 zum Flammrohr 30 und Brennraum verhindert eine unerwünschte, undefinierte Falschluftströmung. Hierdurch bedingte Rußbildung und unerwünschter Druckverlust werden vermieden.The burner 100 with the mixing device 10, the blower 110 and the connecting channel 130 arranged between them enables a low-emission, efficient combustion of liquid or gaseous fuels. Due to the described geometry of the connecting channel 130, the pressure loss of the incoming combustion air is minimized and the blower pressure is used primarily for mixing combustion air and fuel and to overcome the exhaust-side resistances in the heat generator and in the exhaust system. The geometry of the connecting channel 130 further causes an increase in the static pressure of the cross-sectional widening of the air ducts in the transition to the burner tube 20, which stabilizes the flame even with pressure fluctuations in the exhaust system. By the twisting of the air already in the burner tube 20, a high angular momentum of the combustion air is generated, which allows a homogeneous twisting of the fuel-air mixture before and after the air nozzle 60 with or without Trennscheibe50 and a stable negative pressure zone in the recirculation. The homogeneous swirling and the optimally flowing exhaust gases allow an optimal mixing of the combustion air, the regulating hot exhaust gases and the injected cone-shaped, aerosol fuel spray, which is optimally evaporated before the flame root. Combustion is stable and very quiet under blue flame with low NOx, CO and CxHy emissions. Undesired undefined flashback in the area of the flame root and the recirculation zone is avoided. As a result, in particular soot formation on the mixing head and the ignition electrodes 55 is prevented. The good mixing of combustion air, exhaust gases and fuel allows a reduction of the injection pressure, in particular of heating oil, to less than 4 bar. This allows a reduction of the burner output below 7 kW, if commercially available Fuel nozzles 42 are used. By reducing the pressure losses in the burner 100, the system is also suitable for use in larger power ranges of more than 150 kW, where so far the exponentially increasing fan power limited the use of Blaubrandsystemen with spin stabilized flame. The optimally stabilized flame makes the system particularly suitable for the use of condensing heat exchangers and boilers with high exhaust-side resistances. The sealing of the air nozzle 60 to the flame tube 30 and combustion chamber prevents unwanted, undefined false air flow. This conditional soot formation and undesirable pressure loss can be avoided.

Der vorliegende Brenner 100 weist somit insbesondere eine Gehäusegeometrie auf, die durch entsprechende Führung der Verbrennungsluft diese durch tangentiale Einströmung in das Brennerrohr 20 bereits vor der Luftdüse 60 in Rotation versetzt. Ferner werden die rezirkulierenden Abgase über schräg angeordnete, in Drallrichtung orientierte Rezirkulationsöffnungen 85 der Verbrennungszone zugeführt. Die Brennstoffdüse 42 kann axial zur feststehenden Luftdüse 60 verschoben werden, wodurch der entstehende Luftausströmquerschnitt veränderbar ist. Die ausströmende Luftgeschwindigkeit, die Luftmenge und der Luftdruck sind somit veränderbar. In Verbindung mit einem drehzahlgeregelten Gebläse 120 sind die zur Verbrennung erforderlichen Luftmenge, die Luftgeschwindigkeit und der Luftdruck nach einer Kennlinie anpassbar. Wird zusätzlich die Kraftstoffmenge variiert, beispielsweise mittels einer modulierenden Kraftstoffpumpe 140 oder eines modulierenden Kraftstoffventils, ist neben einem ein- oder mehrstufigen Betrieb eine modulierende Brennweise des Brenners 100 möglich.The present burner 100 thus has, in particular, a housing geometry which, by appropriate guidance of the combustion air, causes it to rotate in front of the air nozzle 60 by tangential inflow into the burner tube 20. Further, the recirculating exhaust gases are supplied via obliquely arranged, oriented in the twist direction recirculation openings 85 of the combustion zone. The fuel nozzle 42 can be moved axially to the fixed air nozzle 60, whereby the resulting Luftausströmquerschnitt is variable. The outflowing air velocity, the air volume and the air pressure are thus changeable. In conjunction with a speed-controlled fan 120, the amount of air required for combustion, the air velocity and the air pressure can be adjusted according to a characteristic curve. If, in addition, the fuel quantity is varied, for example by means of a modulating fuel pump 140 or a modulating fuel valve, a modulating combustion mode of the burner 100 is possible in addition to single-stage or multistage operation.

LIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Mischeinrichtungmixing device

2020: Brennrohrcombustion tube

3030: Flammrohrflame tube

4040: Düsenstocknozzle
4242: Brennstoffdüsefuel nozzle
4343: Halterungbracket
43a43a: erstes Elementfirst element
43b43b: zweites Elementsecond element
4444: Klauenkupplungclaw clutch
4545: Federfeather
4646: Kegelstumpftruncated cone
4747: Spindelspindle
4848: Stellmutteradjusting nut
4949: Verriegelungsvorrichtunglocking device
49a49a: Platteplate
49b49b: schlüssellochartige Öffnungkeyhole-shaped opening

5050: Trennscheibecutting wheel
5151: Öffnungopening
5353: Drallöffnungswirl opening
5555: Zündelektrodeignition electrode

6060: Luftdüseair nozzle
6161: Eintrittsöffnunginlet opening
6262: Flanschflange
6363: Austrittsöffnungoutlet opening
6464: Flanschflange
6666: Dichtungpoetry

7070: Rezirkulationsmittelrecirculation
7171: Umfangswandperipheral wall
7272: Bodenground
7373: zentrische Öffnungcentric opening
7474: Austrittsöffnungoutlet opening
7575: Öffnungopening

8080: Adapterringadapter ring
8181: Endbereichend
8282: Endbereichend
8585: Rezirkulationsöffnungrecirculation
8686: DurchtrittsquerschnittPassage cross-section

9090: Betätigungsplatteoperating plate
9292: Nutgroove
9393: Zapfenspigot

100100: Brennerburner
110110: Gehäusecasing
112112: Öffnungopening

120120: Gebläsefan

130130: Verbindungskanalconnecting channel
131131: Leitblechbaffle
132132: Rohrabschnittpipe section
134134: Einströmöffnunginflow
135135: DurchtrittsquerschnittPassage cross-section
136136: Rohrpipe
137137: Öffnungopening
138138: LuftleitblechAir baffle
139139: Schraubescrew

140140: KraftstoffpumpeFuel pump

150150: Betätigungshebelactuating lever
152152: Nutgroove
153153: Zapfenspigot

xx: erste Richtungfirst direction
yy: zweite Richtungsecond direction
ll: Längsachselongitudinal axis

Claims

Mixing device (10) for a burner (100), comprising a burner pipe (20), a flame pipe (30) adjoining the burner pipe (20) and a nozzle fitting (40) arranged in the burner pipe (20), wherein an axially fixed air nozzle (60), which extends into the flame pipe (30) and carries air for combustion out of the burner pipe (20) into the flame pipe (30), is arranged coaxially in the burner pipe (20), and wherein recirculation openings (85) are arranged in a transition region between the burner pipe (20) and the flame pipe (30), characterised in that recirculation means (70), which are axially fixed and are configured and arranged rotatably within the transition region, are provided, during rotation about their longitudinal axis, to vary a passage cross-section (86) of the recirculation openings (85), wherein the recirculation means (70) are configured as an annular element with a peripheral wall (71), wherein openings (75) are arranged in the peripheral wall (71), wherein the annular element has a base (72) with a central opening (73), and wherein a flange (64) which is fixed on the base (72) of the annular element is arranged on the outlet opening (63) of the air nozzle (60) facing the flame pipe (30).
Mixing device according to claim 1, characterised in that the recirculation openings (85) are configured as slots inclined against the longitudinal axis (1) of the mixing device (10).
Mixing device according to one of the preceding claims, characterised in that the openings (75) are configured as slots inclined against the longitudinal axis (1) of the mixing device and in particular correspond in shape to the shape of the recirculation openings (85).
Mixing device according to claim 3, characterised in that the inclination of the slots is configured corresponding to a swirling direction of air flowing through the transition region.
Mixing device according to one of the preceding claims, characterised in that the central opening (73) in the base is configured as a nozzle-shaped outlet opening (74).
Mixing device according to one of the preceding claims, characterised in that the recirculation means (70) are arranged on the air nozzle (60).
Mixing device according to one of the preceding claims, characterised in that the flange (64) is welded or screwed on the base (72) of the annular element.
Mixing device according to one of the preceding claims, characterised in that the mixing device (10) has a separating disc (50) which closes off the interior of the burner pipe (20) against the interior of the flame pipe (30) and has a central opening on which the air nozzle (60), which extends into the flame pipe (30) and carries air for combustion out of the burner pipe (20) into the flame pipe (30), is arranged coaxially.
Mixing device according to claim 8, characterised in that the separating disc (50) has guided swirl openings (53).
Mixing device according to one of the preceding claims, characterised in that the mixing device (10) has a holder (43) which holds the nozzle fitting (40) coaxially in the burner pipe (20) and the air nozzle (60).
Mixing device according to claim 10, characterised in that the air nozzle (60) is arranged on the holder (43) of the nozzle fitting (40) by means of a claw coupling (44).
Mixing device according to one of the preceding claims, characterised in that the recirculation means (70) are rotatable by means of an actuating element guided inside the burner pipe (20).
Mixing device according to claim 10 and 12, characterised in that the holder (43) simultaneously formed a part of the actuating element.
Mixing device according to one of the preceding claims, characterised in that the transition region is configured as a guide pipe for the recirculation means (70).
Mixing device according to one of the preceding claims, characterised in that the air nozzle (60) is arranged axially fixedly in the burner pipe (20) and the nozzle fitting (40) is arranged axially movably in the burner pipe (20).
Burner (100) with a mixing device (20) according to one of the preceding claims.
Burner according to claim 16, characterised in that the air nozzle (60) is passed through an opening (112) of a housing (110) of the burner (100).
Burner according to claim 16 or 17, characterised in that the air nozzle (60) seals the housing (110) of the burner (100), metallically or by means of a seal (66), on the combustion air side by means of a flange (62) arranged on the inlet opening (61) of the air nozzle (60) facing the burner pipe (20).
Burner according to claim 18, characterised in that the flange (62) is pressed under spring loading against the housing (110) of the burner (100).
Burner according to one of claims 16 to 19, characterised in that a thermal insulation is arranged between the recirculation means (70) and the outside of the housing (110) of the burner (100).
Burner according to one of claims 16 to 20, characterised in that a connecting duct (130) is arranged between a fan (120) of the burner (100) and the mixing device of the burner, and deflects air flowing out from the fan (120) in a first direction (x) into a second direction (x) perpendicular to the first direction (x), wherein means which guide the air into a circular flow around the second direction (y) are provided in the connecting duct (130).