WO2009130155A2 - Ölvormischbrenner - Google Patents

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WO2009130155A2
WO2009130155A2 PCT/EP2009/054507 EP2009054507W WO2009130155A2 WO 2009130155 A2 WO2009130155 A2 WO 2009130155A2 EP 2009054507 W EP2009054507 W EP 2009054507W WO 2009130155 A2 WO2009130155 A2 WO 2009130155A2
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WO
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oil
oil nozzle
combustion air
air
heat exchanger
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PCT/EP2009/054507
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French (fr)
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Inventor
Juergen Rollmann
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D11/00—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
    • F23D11/36—Details, e.g. burner cooling means, noise reduction means
    • F23D11/40—Mixing tubes or chambers; Burner heads
    • F23D11/402—Mixing chambers downstream of the nozzle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D11/00—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
    • F23D11/36—Details, e.g. burner cooling means, noise reduction means
    • F23D11/44—Preheating devices; Vaporising devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L15/00—Heating of air supplied for combustion
    • F23L15/04—Arrangements of recuperators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23K—FEEDING FUEL TO COMBUSTION APPARATUS
    • F23K2300/00—Pretreatment and supply of liquid fuel
    • F23K2300/20—Supply line arrangements
    • F23K2300/204—Preheating
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E20/00—Combustion technologies with mitigation potential
    • Y02E20/34—Indirect CO2mitigation, i.e. by acting on non CO2directly related matters of the process, e.g. pre-heating or heat recovery

Definitions

  • the invention relates to an oil premix burner according to the preamble of claim 1.
  • Such oil premix burners have a cylindrical fuel assembly with a burner surface on the outer surface.
  • a central oil nozzle is usually a distribution chamber for the resulting oil mist, so that evenly from the inside reaches the burner surface.
  • combustion air passes through at least one inlet opening in the region of the oil nozzle, which is attached to a nozzle with preheater.
  • Upstream of the oil nozzle is a combustion air duct with connection to a blower.
  • the so-called premix burners have prevailed.
  • the fuel and the combustion air required for combustion thereof are locally mixed by the flame and then burned.
  • a cylindrical fuel assembly is usually used as a flame holder, which is permeable to the fuel / air mixture and enclosing an interior to which the fuel / air mixture is supplied.
  • the basic principle of an oil premix burner is the mixing of finely atomised oil with preheated air.
  • the surface combustion is possible even without a cold flame.
  • An oil premix burner is known, for example, from DE 10 2006 000 174 A1. In this case, the fact is used that hot air evaporates the oil and thus a gas mixture can be formed, which passes through as a gas premix burner through the flame holder and burns.
  • the addition of exhaust gas to the combustion air for air preheating the formation of nitrogen oxides is also reduced and thereby should also improve the startup behavior, because the operating point is reached relatively quickly.
  • the combustion air is passed for heat absorption by at least partially projecting beyond a burner surface, spaced from the burner flame guide and accelerated in a nozzle in the guide so that the exhaust gas can be sucked from the combustion chamber and mixed with the air.
  • DE 26 43 293 Al also describes such a channel for the combustion air, which is arranged as a cylinder around the rear region of a fuel rod or fuel element. Since a certain minimum fuel element diameter is required for the mixing and the combustion reaction, however, this structure can lead to a combustion chamber which is relatively large overall in comparison with known types of construction.
  • the invention is therefore based on the object of optimizing the quality of combustion and the robustness, especially with regard to modulation capability, in the case of an oil premix burner.
  • the oil premix burner is characterized in that the fuel element in or below the burner surface has an integrated air heat exchanger for preheating the combustion air.
  • a distribution device is provided in the fuel element below the burner surface, which forms at least one integrated channel as an air heat exchanger between a directed to the burner surface wall and an inner wall, and is provided with a plurality of passages for the oil / air mixture to be burned. These pass through the channel and are sealed on the air side.
  • a distribution cylinder is provided as a distribution device, which between a wall directed towards the burner surface and an inner wall of a NEN annular space is formed with at least one integrated channel as an air heat exchanger.
  • the emerging from the combustion air duct to be heated combustion air is passed through at least one of the distribution chamber below the burner surface line to the remote from the oil nozzle end of the fuel element, where it enters the at least one channel as an air heat exchanger in the distributor, flows in the direction of oil nozzle near end back and enters there as preheated combustion air in the area around the oil nozzle in the distribution chamber.
  • the distribution device consists of a smooth sheet metal and an associated embossed sheet.
  • the imprints are on the associated plate, and the sheets are welded together at these locations.
  • a passage opening for the oil / air mixture is mounted in each case. This can be done in a plane manufacturing technology, for example by punching, so that then the double sheet metal layer is brought into the cylindrical shape.
  • the distribution device below the burner surface on a plurality of parallel, straight longitudinally or spirally coiled running channels as an air heat exchanger.
  • the combustion air starting from the combustion air duct, passed through a portion of the channels to the front of the fuel element remote from the oil nozzle, deflected there, flows through another part of the channels to the oil nozzle near end face and occurs there as preheated combustion air in the area around Oil nozzle into the distribution chamber.
  • the distribution device has a plurality of parallel, straight longitudinally extending channels as an air heat exchanger
  • two adjacent channels are always connected to each other at the front side remote from the oil nozzle. Then, the combustion air is in each case passed through the first channel to the remote from the oil nozzle front side of the fuel assembly, there deflected into the adjacent channel, flows through this to ⁇ ldüsennahen front side and enters there as preheated combustion air in the area around the oil nozzle in the distribution chamber , If the distribution device has a plurality of parallel, helically running channels as air heat exchanger, two adjacent channels are also always connected to each other at the front side remote from the oil nozzle.
  • the combustion air is in each case passed through the first channel to the end face of the fuel element remote from the oil nozzle, where it is deflected into the adjacent channel.
  • the air heat exchanger is formed by a plurality of parallel, longitudinally extending tubes. Starting from the combustion air duct while the combustion air is passed through a portion of the tubes to the remote from the oil nozzle front side of the fuel assembly. There is a deflection, and by another part of the tubes, the backflow to the oil nozzle near end face. There, the preheated combustion air enters the distribution chamber in the area around the oil nozzle.
  • the combustion air to be heated can be guided over at least one pipe penetrating the distribution chamber up to the front side of the fuel element remote from the oil nozzle, where it is deflected as an air heat exchanger into a plurality of tubes arranged below the burner surface in an end-side distribution space and flows in the direction of the oil nozzle Back face and enters there as preheated combustion air in the area around the oil nozzle in the distribution chamber.
  • the distribution device can also have a plurality of parallel, longitudinally extending tubes as an air heat exchanger.
  • the fuel assembly preferably has a cylindrical burner surface, and a plurality of parallel, longitudinally extending tubes are disposed on a common pitch circle below the burner surface as an air heat exchanger. These serve as a carrier for the burner surface.
  • the parallel tubes on a common pitch circle are spaced apart. This forms in each case a strip-like passage opening for the oil / air mixture.
  • the parallel tubes on a common pitch circle but also abut each other. In this case, then at least every other pipe on several defined embossing on the outside, which serve as a passage opening for the oil / air mixture.
  • the passage cross section is thus defined by way of the distance between two parallel tubes and / or the depth of the embossings.
  • both the combustion quality and the robustness are improved in oil premix burners.
  • the arrangement according to the invention with the integrated air heat exchanger is preferred. geous. This applies to burners with a cylindrical fuel element as well as for surface burners with a horizontal burner surface and the inventive construction. The flame burns on or in the burner surface, so that thereby energy is decoupled from the flame and used to heat the combustion air. This can eliminate an electric air preheating during the stationary burner operating state.
  • a significant advantage of the present invention integrated air preheating function is that with increasing burner surface, for example, in a fuel assembly for larger power ranges, and the heat exchanger surface increases to the same extent. Thus, the desired air temperature remains constant. Apart from the fuel element itself, no design changes are necessary on the periphery for the representation of different burner output variables. The other burner construction remains the same as requirements for the surrounding combustion chamber.
  • the drawing shows an embodiment of the invention. It shows an oil premix burner with a cylindrical fuel assembly and an air heat exchanger:
  • Fig. 3 in a vertical cross section through a distributor
  • the oil premix burner essentially consists of a cylindrical fuel element 1, with a burner surface 2 on the outer lateral surface, a distribution chamber 3 below the burner surface 2, a central oil nozzle 4, and a combustion air duct 5 connected to an upstream fan.
  • the fuel assembly 1 has an integrated air heat exchanger for preheating the combustion air, which consists of a distribution cylinder as a distributor directly below the burner surface 2 as shown in FIG.
  • an annular integrated channel 6 is formed as an air heat exchanger between a directed to the burner surface 2 wall and an inner wall.
  • the channel 6 passes through a plurality of air side ab- sealed passage openings 7 for the oil / air mixture to be burned from the distribution chamber.
  • the combustion air to be heated is passed through at least one of the distribution chamber 3 below the burner surface 2 by cross-line 8 to the remote from the oil nozzle 4 front side of the fuel assembly 1, where it enters the channel 6, flows back towards the oil nozzle near end and occurs there as preheated Combustion air in the area around the oil nozzle 4 in the distribution chamber 3 a.
  • the combustion air is in each case passed through the first channel 9 to the end face of the fuel element 1 remote from the oil nozzle 4, where it is deflected into the adjacent duct 9 '. Through this, it flows back to the oil nozzle near the front side and enters there as preheated combustion air in the area around the oil nozzle 4 in the distribution chamber 3 a.
  • Fig. 3 shows the existing of a smooth sheet on the top and an associated embossed sheet metal on the underside distribution device.
  • the embossments are on the associated plate, the sheets are welded together at these points, and in the region of the weld in each case a passage opening 7 for the oil / air mixture is attached.
  • the air heat exchanger consists of a plurality of parallel, longitudinally extending tubes 10, 10 'on a common pitch circle.
  • two adjacent tubes 10, 10 ' are always connected to one another at the end face remote from the oil nozzle 4.
  • the combustion air is in each case passed through the first pipe 10 to the end remote from the oil nozzle 4, where it is deflected into the adjacent pipe 10 ', flows back through this to the oil nozzle near end and occurs there as preheated combustion air in the area around the oil nozzle 4 in the Distribution chamber 3 a.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Ölvormischbrenner mit einem Brennelement (1), einer Brenneroberfläche (2) auf der äußeren Mantelfläche, einer Verteilkammer (3) unterhalb der Brenneroberfläche (2), einer zentralen Öldüse (4), einem Düsenstock mit Ölvorwärmer und einem an ein stromaufwärts angeordnetes Gebläse angeschlossenen Verbrennungsluftkanal (5). Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem Ölvormischbrenner die Verbrennungsqualität und die Robustheit, besonders im Hinblick auf Modulationsfähigkeit, zu optimieren. Erfindungsgemäß ist daher vorgesehen, dass das Brennelement (1) in oder unterhalb der Brenneroberfläche (2) einen integrierten Luftwärmetauscher für die Vorwärmung der Verbrennungsluft aufweist.

Description

Beschreibung
Titel Ölvormischbrenner
Die Erfindung betrifft einen Ölvormischbrenner nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Derartige Ölvormischbrenner besitzen ein zylindrisches Brennelement mit einer Brenneroberfläche auf der äußeren Mantelfläche. Um eine zentrale Öldüse befindet sich in der Regel eine Verteilkammer für den entstehenden Ölnebel, damit dieser gleichmäßig von innen her die Brenneroberfläche erreicht. In die Verteilkammer gelangt Verbrennungsluft über mindestens eine Einströmöffnung im Bereich der Öldüse, welche an einem Düsenstock mit Ölvorwärmer befestigt ist. Stromaufwärts der Öldüse befindet sich ein Verbrennungsluftkanal mit Verbindung zu einem Gebläse.
Insbesondere bei Gasbrennern, die modulierend betrieben werden, also bei denen der Leistungsbereich zwischen einem geringen Anteil der Maximalleistung und der Maximalleistung gesteuert werden kann, haben sich die sogenannten Vormischbrenner durchgesetzt. Bei diesen Brennern wird der Brennstoff und die zu dessen Verbrennung erforderliche Verbrennungsluft von der Flamme örtlich getrennt vermischt und dann verbrannt. Dazu wird meist ein zylindrisches Brennelement als Flammenhalter eingesetzt, der für das Brennstoff- /Luft-Gemisch durchlässig ist und einen Innenraum umschließt, dem das Brennstoff-/Luft- Gemisch zugeführt wird. Mit dieser Technologie lassen sich kleine Flammen mit guten Abgaswerten, relativ kleine Flammenhalter und große Modulationsbereiche verwirklichen.
Das Grundprinzip eines Ölvormischbrenners ist die Vermischung von fein zerstäubtem Öl mit vorgewärmter Luft. Durch dieses Prinzip ist es möglich, dass sich zum Beispiel eine sogenannte kalte Flamme bildet, so dass der Brennstoff über eine Oberfläche verbrannt werden kann. Die Oberflächenverbrennung ist allerdings auch ohne kalte Flamme möglich. Generell ist das Erwärmen von Luft auf Grund der geringen Wärmekapazität relativ schwierig, weil dazu entweder ein effektiver Wärmeübergang über eine Wand auf den Luftstrom und/oder hohe Wandtemperaturen notwendig sind. Ein Ölvormischbrenner ist zum Beispiel aus der DE 10 2006 000 174 Al bekannt. Dabei wird die Tatsache genutzt, dass heiße Luft das Öl verdampft und somit ein Gasgemisch gebildet werden kann, welches wie bei einem Gas-Vormischbrenner durch den Flammhalter hindurch tritt und abbrennt. Durch die Zumischung von Abgas zur Verbrennungsluft zur Luftvorwärmung wird zudem die Bildung von Stickoxiden verringert und dadurch soll sich auch das Anlaufverhalten verbessern, weil der Betriebspunkt relativ schnell erreicht wird. Die Verbrennungsluft wird zur Wärmeaufnahme durch eine mindestens abschnittsweise über eine Brenneroberfläche ragende, von der Brennerflamme beabstandete Leiteinrichtung geführt und in einer Düse in der Leiteinrichtung beschleunigt, damit das Abgas aus dem Brennraum angesaugt und mit der Luft vermischt werden kann.
Auch die DE 26 43 293 Al beschreibt einen solchen Kanal für die Verbrennungsluft, der als Zylinder um den hinteren Bereich eines Brennstabes bzw. Brennelementes angeordnet ist. Da für die Vermischung und die Verbrennungsreaktion ein bestimmter Mindestbrennele- mentdurchmesser erforderlich ist, kann dieser Aufbau allerdings zu einem gegenüber bekannten Bauformen insgesamt relativ großen Feuerraum führen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einem Ölvormischbrenner die Verbrennungsqualität und die Robustheit, besonders im Hinblick auf Modulationsfähigkeit, zu optimieren.
Erfindungsgemäß wurde dies mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Der Ölvormischbrenner ist dadurch gekennzeichnet, dass das Brennelement in oder unterhalb der Brenneroberfläche einen integrierten Luftwärmetauscher für die Vorwärmung der Verbrennungsluft aufweist.
Dazu ist im Brennelement eine Verteileinrichtung unterhalb der Brenneroberfläche vorgesehen, welche zwischen einer zur Brenneroberfläche gerichteten Wand und einer Innenwand mindestens einen integrierten Kanal als Luftwärmetauscher ausbildet, und mit einer Vielzahl von Durchtrittsöffnungen für das zu verbrennende Öl-/Luft-Gemisch versehen ist. Diese durchgreifen den Kanal und sind luftseitig abgedichtet.
In einer ersten Ausführungsform ist ein Verteilzylinder als Verteileinrichtung vorgesehen, welcher zwischen einer zur Brenneroberfläche gerichteten Wand und einer Innenwand ei- nen Ringraum mit mindestens einem integrierten Kanal als Luftwärmetauscher ausbildet. Die aus dem Verbrennungsluftkanal austretende, zu erwärmende Verbrennungsluft wird über mindestens eine die Verteilkammer unterhalb der Brenneroberfläche durchgreifende Leitung bis an die von der Öldüse entfernte Stirnseite des Brennelementes geführt, gelangt dort in den mindestens einen Kanal als Luftwärmetauscher in der Verteileinrichtung, strömt in Richtung öldüsennaher Stirnseite zurück und tritt dort als vorgewärmte Verbrennungsluft im Bereich um die Öldüse in die Verteilkammer ein.
Vorteilhafterweise besteht die Verteileinrichtung aus einem glatten Blech und einem zugeordneten geprägten Blech. Dabei liegen die Prägungen auf dem zugeordneten Blech auf, und die Bleche sind an diesen Stellen miteinander verschweißt. In diesem Bereich der Schweißung, also an den Schweißpunkten, ist jeweils eine Durchtrittsöffnung für das Öl- /Luft-Gemisch angebracht. Dies kann fertigungstechnisch in einer Ebene erfolgen, beispielsweise durch Ausstanzen, so dass danach die doppelte Blechlage in die zylindrische Form gebracht wird.
Bei einer zweiten Ausführungsform weist die Verteileinrichtung unterhalb der Brenneroberfläche mehrere parallele, gerade in Längsrichtung oder spiralförmig gewendelt verlaufende Kanäle als Luftwärmetauscher auf. Dabei wird die Verbrennungsluft, ausgehend vom Verbrennungsluftkanal, durch einen Teil der Kanäle bis an die von der Öldüse entfernte Stirnseite des Brennelementes geleitet, dort umgelenkt, strömt durch einen anderen Teil der Kanäle zur öldüsennahen Stirnseite zurück und tritt dort als vorgewärmte Verbrennungsluft im Bereich um die Öldüse in die Verteilkammer ein.
Für den Fall, dass die Verteileinrichtung mehrere parallele, gerade in Längsrichtung verlaufende Kanäle als Luftwärmetauscher aufweist, sind immer zwei benachbarte Kanäle an der von der Öldüse entfernten Stirnseite miteinander verbunden. Dann wird die Verbrennungsluft jeweils durch den ersten Kanal bis an die von der Öldüse entfernte Stirnseite des Brennelementes geleitet, dort in den benachbarten Kanal umgelenkt, strömt durch diesen zur öldüsennahen Stirnseite zurück und tritt dort als vorgewärmte Verbrennungsluft im Bereich um die Öldüse in die Verteilkammer ein. Wenn die Verteileinrichtung mehrere parallele, spiralförmig gewendelt verlaufende Kanäle als Luftwärmetauscher aufweist, sind ebenfalls immer zwei benachbarte Kanäle an der von der Öldüse entfernten Stirnseite miteinander verbunden. Auch dabei wird die Verbrennungsluft jeweils durch den ersten Kanal bis an die von der Öldüse entfernte Stirnseite des Brennelementes geleitet und dort in den benachbarten Kanal umgelenkt. Bei einer dritten Ausführungsform wird der Luftwärmetauscher durch mehrere parallele, in Längsrichtung verlaufende Rohre gebildet. Ausgehend vom Verbrennungsluftkanal wird dabei die Verbrennungsluft durch einen Teil der Rohre bis an die von der Öldüse entfernte Stirnseite des Brennelementes geleitet. Dort erfolgt eine Umlenkung, und durch einen anderen Teil der Rohre das Zurückströmen zur öldüsennahen Stirnseite. Dort tritt die vorgewärmte Verbrennungsluft im Bereich um die Öldüse in die Verteilkammer ein.
Einerseits kann dabei die zu erwärmende Verbrennungsluft über mindestens ein die Verteilkammer durchgreifendes Rohr bis an die von der Öldüse entfernte Stirnseite des Brennelementes geführt werden, wird dort in einem stirnseitigen Verteilraum in mehrere unterhalb der Brenneroberfläche angeordnete Rohre als Luftwärmetauscher umgelenkt, strömt über diese in Richtung öldüsennaher Stirnseite zurück und tritt dort als vorgewärmte Verbrennungsluft im Bereich um die Öldüse in die Verteilkammer ein. Andererseits kann die Verteileinrichtung aber auch mehrere parallele, in Längsrichtung verlaufende Rohre als Luftwärmetauscher aufweisen. Speziell in diesem Fall sind immer zwei benachbarte Rohre an der von der Öldüse entfernten Stirnseite so miteinander verbunden, dass die Verbrennungsluft jeweils durch das erste Rohr bis an die von der Öldüse entfernte Stirnseite des Brennelementes geleitet und dort in das benachbarte Rohr umgelenkt wird. Durch dieses strömt die Verbrennungsluft zur öldüsennahen Stirnseite zurück und tritt dort in die Verteilkammer ein.
Das Brennelement besitzt vorzugsweise eine zylindrische Brenneroberfläche, und mehrere parallele, in Längsrichtung verlaufende Rohre sind auf einem gemeinsamen Teilkreis unterhalb der Brenneroberfläche als Luftwärmetauscher angeordnet. Diese dienen als Träger für die Brenneroberfläche.
Die parallelen Rohre auf einem gemeinsamen Teilkreis sind mit einem Abstand zueinander angeordnet. Dieser bildet jeweils eine streifenartige Durchtrittsöffnung für das Öl-/Luft- Gemisch. Alternativ dazu können die parallelen Rohre auf einem gemeinsamen Teilkreis aber auch aneinander anliegen. Dabei weist dann mindestens jedes zweite Rohr mehrere definierte Prägungen auf der Außenseite auf, welche als Durchtrittsöffnung für das ÖI-/ Luft- Gemisch dienen. Über den Abstand zwischen zwei parallelen Rohren und/oder die Tiefe der Prägungen wird somit der Durchtrittsquerschnitt definiert.
Mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen werden bei Ölvormischbrennern sowohl die Verbrennungsqualität als auch die Robustheit verbessert. Insbesondere für modulierenden Betrieb ist die erfindungsgemäße Anordnung mit dem integrierten Luftwärmetauscher vor- teilhaft. Dies trifft für Brenner mit einem zylindrischen Brennelement genauso zu wie für Flächenbrenner mit einer horizontalen Brenneroberfläche und dem erfindungsgemäßem Aufbau. Die Flamme brennt an bzw. in der Brenneroberfläche, so dass dabei Energie aus der Flamme ausgekoppelt und zur Erwärmung der Verbrennungsluft genutzt wird. Damit kann eine elektrische Luftvorwärmung während des stationären Brenner- Betriebszustandes entfallen.
Ein bedeutender Vorteil der erfindungsgemäß integrierten Luftvorwärmungsfunktion ist, dass mit zunehmender Brenneroberfläche, beispielsweise bei einem Brennelement für größere Leistungsbereiche, auch die Wärmetauscheroberfläche in gleichem Maße wächst. Damit bleibt die angestrebte Lufttemperatur konstant. Außer als am Brennelement selbst sind somit an der Peripherie keine konstruktiven Änderungen für die Darstellung unterschiedliche Brenner- Leistungsgrößen nötig. Der sonstige Brenneraufbau bleibt genauso erhalten wie Anforderungen an den umgebenden Feuerraum.
Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. Es zeigt einen Ölvormisch- brenner mit einem zylindrischen Brennelement und einem Luftwärmetauscher:
Fig. 1: in einem vertikalen Halbschnitt in Längsrichtung,
Fig. 2: in einem horizontalen Längsschnitt durch den integrierten Luftwärmetauscher,
Fig. 3: in einem vertikalen Querschnitt durch eine Verteileinrichtung und
Fig. 4: in einer perspektivischen Schnittdarstellung in einer Ausführung mit mehreren parallelen Rohren.
Der Ölvormischbrenner besteht im Wesentlichen aus einem zylindrischen Brennelement 1, mit einer Brenneroberfläche 2 auf der äußeren Mantelfläche, einer Verteilkammer 3 unterhalb der Brenneroberfläche 2, einer zentralen Öldüse 4, und einem an ein stromaufwärts angeordnetes Gebläse angeschlossenen Verbrennungsluftkanal 5.
Das Brennelement 1 besitzt einen integrierten Luftwärmetauscher für die Vorwärmung der Verbrennungsluft auf, welcher gemäß Fig. 1 aus einem Verteilzylinder als Verteileinrichtung direkt unterhalb der Brenneroberfläche 2 besteht. Zwischen einer zur Brenneroberfläche 2 gerichteten Wand und einer Innenwand wird dabei einen ringförmigen integrierten Kanal 6 als Luftwärmetauscher ausgebildet. Den Kanal 6 durchgreift eine Vielzahl von luftseitig ab- gedichteten Durchtrittsöffnungen 7 für das zu verbrennende Öl-/Luft-Gemisch aus der Verteilkammer 3.
Die zu erwärmende Verbrennungsluft wird über mindestens eine die Verteilkammer 3 unterhalb der Brenneroberfläche 2 durchgreifende Leitung 8 bis an die von der Öldüse 4 entfernte Stirnseite des Brennelementes 1 geführt, gelangt dort in den Kanal 6, strömt in Richtung öldüsennaher Stirnseite zurück und tritt dort als vorgewärmte Verbrennungsluft im Bereich um die Öldüse 4 in die Verteilkammer 3 ein.
Gemäß Fig. 2 sind unterhalb der Brenneroberfläche 2 mehrere parallele, gerade in Längsrichtung verlaufende Kanäle 9, 9' als Luftwärmetauscher vorgesehen. Dabei sind immer zwei benachbarte Kanäle 9, 9' an der von der Öldüse 4 entfernten Stirnseite miteinander verbunden. Ausgehend vom Verbrennungsluftkanal 5 wird die Verbrennungsluft jeweils durch den ersten Kanal 9 bis an die von der Öldüse 4 entfernte Stirnseite des Brennelementes 1 geleitet und dort in den benachbarten Kanal 9' umgelenkt. Durch diesen strömt sie zur öldüsennahen Stirnseite zurück und tritt dort als vorgewärmte Verbrennungsluft im Bereich um die Öldüse 4 in die Verteilkammer 3 ein.
Fig. 3 zeigt die aus einem glatten Blech an der Oberseite und einem zugeordneten geprägten Blech an der Unterseite bestehende Verteileinrichtung. Die Prägungen liegen auf dem zugeordneten Blech auf, die Bleche sind an diesen Stellen miteinander verschweißt, und im Bereich der Schweißung ist jeweils eine Durchtrittsöffnung 7 für das Öl-/Luft-Gemisch angebracht.
Gemäß Fig. 4 besteht der Luftwärmetauscher aus mehreren parallelen, in Längsrichtung verlaufenden Rohren 10, 10' auf einem gemeinsamen Teilkreis. Dabei sind immer zwei benachbarte Rohre 10, 10' an der von der Öldüse 4 entfernten Stirnseite miteinander verbunden. Die Verbrennungsluft wird jeweils durch das erste Rohr 10 bis an die von der Öldüse 4 entfernte Stirnseite geleitet, dort in das benachbarte Rohr 10' umgelenkt, strömt durch dieses zur öldüsennahen Stirnseite zurück und tritt dort als vorgewärmte Verbrennungsluft im Bereich um die Öldüse 4 in die Verteilkammer 3 ein. Die Rohre 10, 10' sind unterhalb der Brenneroberfläche 2 angeordnet und dienen als Träger für die Brenneroberfläche 2. Sie weisen einen Abstand zueinander auf, welcher jeweils eine streifenartige Durchtrittsöffnung 11 für das Öl-/Luft-Gemisch darstellt.

Claims

Patentansprüche
1. Ölvormischbrenner mit einem Brennelement (1), einer Brenneroberfläche (2) auf der äußeren Mantelfläche, einer Verteilkammer (3) unterhalb der Brenneroberfläche (2), einer zentralen Öldüse (4), einem Düsenstock mit Ölvorwärmer und einem an ein stromaufwärts angeordnetes Gebläse angeschlossenen Verbrennungsluftkanal (5), dadurch gekennzeichnet, dass das Brennelement (1) in oder unterhalb der Brenneroberfläche (2) einen integrierten Luftwärmetauscher für die Vorwärmung der Verbrennungsluft aufweist.
2. Ölvormischbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Brennelement (1) eine Verteileinrichtung unterhalb der Brenneroberfläche (2) aufweist, welche zwischen einer zur Brenneroberfläche (2) gerichteten Wand und einer Innenwand mindestens einen integrierten Kanal (6) als Luftwärmetauscher ausbildet, und mit einer Vielzahl von Durchtrittsöffnungen (7) für das zu verbrennende Öl-/Luft- Gemisch versehen ist, welche den Kanal (6) durchgreifen und luftseitig abgedichtet sind.
3. Ölvormischbrenner nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Brennelement (1) einen Verteilzylinder als Verteileinrichtung aufweist, welcher zwischen einer zur Brenneroberfläche (2) gerichteten Wand und einer Innenwand einen Ringraum mit mindestens einem integrierten Kanal (6) als Luftwärmetauscher ausbildet.
4. Ölvormischbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zu erwärmende Verbrennungsluft, ausgehend vom Verbrennungsluftkanal (5), über mindestens eine die Verteilkammer (3) unterhalb der Brenneroberfläche (2) durchgreifende Leitung (8) bis an die von der Öldüse (4) entfernte Stirnseite des Brennelementes (1) geführt wird, dort in den mindestens einen Kanal (6) als Luftwärmetauscher in der Verteileinrichtung gelangt, in Richtung öldüsennaher Stirnseite zurück strömt und dort als vorgewärmte Verbrennungsluft im Bereich um die Öldüse (4) in die Verteilkammer (3) eintritt.
5. Ölvormischbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteileinrichtung unterhalb der Brenneroberfläche (2) mehrere parallele, gerade in Längsrichtung oder spiralförmig gewendelt verlaufende Kanäle (9, 9') als Luftwärmetauscher aufweist, wobei die Verbrennungsluft, ausgehend vom Verbrennungsluftkanal (5), durch einen Teil der Kanäle (9) bis an die von der Öldüse (4) entfernte Stirnseite des Brennelementes (1) geleitet wird, dort umgelenkt wird, durch einen anderen Teil der Kanäle (9') zur öldüsennahen Stirnseite zurück strömt und dort als vorgewärmte Verbrennungsluft im Bereich um die Öldüse (4) in die Verteilkammer (3) eintritt.
6. Ölvormischbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteileinrichtung mehrere parallele, gerade in Längsrichtung verlaufende Kanäle (9, 9') als Luftwärmetauscher aufweist, wobei immer zwei benachbarte Kanäle (9, 9') an der von der Öldüse (4) entfernten Stirnseite miteinander verbunden sind, so dass die Verbrennungsluft jeweils durch den ersten Kanal (9) bis an die von der Öldüse (4) entfernte Stirnseite des Brennelementes (1) geleitet wird, dort in den benachbarten Kanal (9') umgelenkt wird, durch diesen zur öldüsennahen Stirnseite zurück strömt und dort als vorgewärmte Verbrennungsluft im Bereich um die Öldüse (4) in die Verteilkammer (3) eintritt.
7. Ölvormischbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteileinrichtung mehrere parallele, spiralförmig gewendelt verlaufende Kanäle als Luftwärmetauscher aufweist, wobei immer zwei benachbarte Kanäle an der von der Öldüse (4) entfernten Stirnseite miteinander verbunden sind, so dass die Verbrennungsluft jeweils durch den ersten Kanal bis an die von der Öldüse (4) entfernte Stirnseite des Brennelementes (1) geleitet wird, dort in den benachbarten Kanal umgelenkt wird, durch diesen zur öldüsennahen Stirnseite zurück strömt und dort als vorgewärmte Verbrennungsluft im Bereich um die Öldüse (4) in die Verteilkammer (3) eintritt.
8. Ölvormischbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftwärmetauscher durch mehrere parallele, in Längsrichtung verlaufende Rohre (10, 10') gebildet wird, wobei die Verbrennungsluft, ausgehend vom Verbrennungsluftkanal (5), durch einen Teil der Rohre (10) bis an die von der Öldüse (4) entfernte Stirnseite des Brennelementes (1) geleitet wird, dort umgelenkt wird, durch einen anderen Teil der Rohre (10') zur öldüsennahen Stirnseite zurück strömt und dort als vorgewärmte Verbrennungsluft im Bereich um die Öldüse (4) in die Verteilkammer (3) eintritt.
9. Ölvormischbrenner nach den Ansprüchen 1 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zu erwärmende Verbrennungsluft über mindestens ein die Verteilkammer durchgreifendes Rohr (8) bis an die von der Öldüse (4) entfernte Stirnseite des Brennelementes (1) geführt wird, dort in einem stirnseitigen Verteilraum in mehrere unterhalb der Brenneroberfläche (2) angeordnete Rohre (10, 10') als Luftwärmetauscher umgelenkt wird, über diese in Richtung öldüsennaher Stirnseite zurück strömt und dort als vorgewärmte Verbrennungsluft im Bereich um die Öldüse (4) in die Verteilkammer (3) eintritt.
10. Ölvormischbrenner nach den Ansprüchen 1 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteileinrichtung mehrere parallele, in Längsrichtung verlaufende Rohre (10, 10') als Luftwärmetauscher aufweist, wobei immer zwei benachbarte Rohre (10, 10') an der von der Öldüse (4) entfernten Stirnseite miteinander verbunden sind, so dass die Verbrennungsluft jeweils durch das erste Rohr (10) bis an die von der Öldüse (4) entfernte Stirnseite des Brennelementes (1) geleitet wird, dort in das benachbarte Rohr (10') umgelenkt wird, durch dieses zur öldüsennahen Stirnseite zurück strömt und dort als vorgewärmte Verbrennungsluft im Bereich um die Öldüse (4) in die Verteilkammer (3) eintritt.
11. Ölvormischbrenner nach einem der Ansprüche 1, 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Brennelement (1) eine zylindrische Brenneroberfläche (2) besitzt und dass mehrere parallele, in Längsrichtung verlaufende Rohre (10, 10') auf einem gemeinsamen Teilkreis unterhalb der Brenneroberfläche (2) als Luftwärmetauscher angeordnet sind und als Träger für die Brenneroberfläche (2) dienen.
12. Ölvormischbrenner nach einem der Ansprüche 1, 8, 9, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die parallelen Rohre (10, 10') auf einem gemeinsamen Teilkreis mit einem Abstand zueinander angeordnet sind, welcher jeweils eine streifenartige Durchtrittsöffnung (11) für das Öl-/Luft-Gemisch bildet.
13. Ölvormischbrenner nach einem der Ansprüche 1, 8, 9, 10, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die parallelen Rohre (10, 10') auf einem gemeinsamen Teilkreis aneinander anliegen, dass mindestens jedes zweite Rohr (10, 10') auf der Außenseite mehrere definierte Prägungen aufweist, welche als Durchtrittsöffnung (7) für das Öl-/Luft-Gemisch dienen, und wobei die Tiefe der Prägungen den Durchtrittsquerschnitt definiert.
4. Ölvormischbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteileinrichtung aus einem glatten Blech und einem zugeordneten geprägten Blech besteht, dass die Prägungen auf dem zugeordneten Blech aufliegen, dass die Bleche an diesen Stellen miteinander verschweißt sind, und dass im Bereich der Schweißung jeweils eine Durchtrittsöffnung (7) für das Öl-/Luft-Gemisch angebracht ist.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2400215A3 (de) * 2010-06-25 2012-04-04 Robert Bosch GmbH Ölvormischbrenner mit Verbrennungsluft-Vorwärmung
EP2447608A3 (de) * 2010-10-29 2017-10-25 Robert Bosch GmbH Luftwärmetauscher

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010046733B4 (de) * 2010-09-28 2012-08-02 Robert Bosch Gmbh Ölvormischbrenner
DE102011012493B4 (de) * 2011-02-25 2012-09-20 Robert Bosch Gmbh Ölvormischbrenner
DE102012012541A1 (de) * 2012-06-26 2014-01-02 Robert Bosch Gmbh Ölvormischbrenner

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2643293A1 (de) * 1976-09-25 1978-03-30 Herbert Ahlgrimm Oelbrenner
DE19650973A1 (de) * 1996-12-09 1997-06-19 Heinrich Dr Ing Koehne Start- und Betriebsweise einer schadstoffarmen, an porösen Körpern stabilisierten Verbrennung flüssiger Brennstoffe
DE19733226A1 (de) * 1996-02-22 1999-02-04 Stephan Herrmann Vorverdampfender und vorvermischender Brenner für flüssige Brennstoffe

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1082576A (en) * 1912-03-23 1913-12-30 William Albert White Furnace-front.
FR1073151A (fr) * 1952-03-29 1954-09-20 Dispositif permettant d'utiliser dans des brûleurs à huile combustibles des fuel-oils visqueux
FR2080088A6 (de) * 1970-02-23 1971-11-12 Chaudronnerie Entr Indle
DE8536280U1 (de) * 1985-12-20 1986-02-13 Joh. Vaillant Gmbh U. Co, 5630 Remscheid Brennertüre
DE102006000174B9 (de) 2006-04-13 2009-04-16 Honeywell Technologies Sarl Öl-Vormischbrenner und Betriebsverfahren dafür

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2643293A1 (de) * 1976-09-25 1978-03-30 Herbert Ahlgrimm Oelbrenner
DE19733226A1 (de) * 1996-02-22 1999-02-04 Stephan Herrmann Vorverdampfender und vorvermischender Brenner für flüssige Brennstoffe
DE19650973A1 (de) * 1996-12-09 1997-06-19 Heinrich Dr Ing Koehne Start- und Betriebsweise einer schadstoffarmen, an porösen Körpern stabilisierten Verbrennung flüssiger Brennstoffe

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2400215A3 (de) * 2010-06-25 2012-04-04 Robert Bosch GmbH Ölvormischbrenner mit Verbrennungsluft-Vorwärmung
EP2447608A3 (de) * 2010-10-29 2017-10-25 Robert Bosch GmbH Luftwärmetauscher

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