WO2023030610A1

WO2023030610A1 - Gasbefeuerter brenner, insbesondere für eine trockentrommel einer asphaltmischanlage

Info

Publication number: WO2023030610A1
Application number: PCT/EP2021/074010
Authority: WO
Inventors: Torsten FORNER; Boris KNIAZEV; Rolf Zeller
Original assignee: Ammann Schweiz Ag
Priority date: 2021-08-31
Filing date: 2021-08-31
Publication date: 2023-03-09
Also published as: CN117881926A; EP4363772A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen gasbefeuerter Brenner für eine Trockentrommel einer Asphaltmischanlage. Der Brenner weist eine bevorzugterweise zentrale Primärluftführung (6) auf, welche über einen Drallkörper (2) in eine Verbrennungszone (4) mündet. Der Brenner weist im Bereich der Umfangsbegrenzungen des Drallkörpers (2) Gaszuführungsöffnungen (9) auf, zur Zuführung von Brenngas in die Primärluft zur Befeuerung des Brenners. Es hat sich gezeigt, dass mit derartigen erfindungsgemässen Brennern über einen sehr grossen Lastbereich eine stabile und gut ausgebildete Flamme erzeugt werden kann.

Description

Gasbefeuerter Brenner , insbesondere für eine Trocken trommel einer Asphaltmischanlage

TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung betri f ft einen gasbefeuerten Brenner, insbesondere für eine Trockentrommel einer Asphaltmischanlage sowie die Verwendung des Brenners zum Behei zen einer Trockentrommel einer Asphaltmischanlage gemäss den Oberbegri f fen der unabhängigen Patentansprüche .

STAND DER TECHNIK

Für die Heissgaserzeugung in der Industrie , und insbesondere für Trockentrommeln von Asphaltmischanlagen, ist es wünschenswert , Brenner zur Verfügung zu stellen, welche über einen möglichst grossen Lastbereich eine stabile und gut ausgebildete Flamme erzeugen . Auf diese Weise können verschiedene Anwendungen mit ein und demselben Brennertyp abgedeckt werden, was die Produkteviel falt reduziert und das Bauteil- und Ersatzteilmanagement vereinfacht .

Bei den heute bekannten gattungsgemässen gasbefeuerten Brennern besteht diesbezüglich noch ein deutlicher Verbesserungsbedarf . Bei diesen Brennern wird das Brenngas vor dem Primärluft-Drallkörper in die Primärluft eingebracht und/oder mit einer Sekundärluftströmung in die Verbrennungs zone eingebracht .

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Es stellt sich hier die Aufgabe , einen gasbefeuerten Brenner zur Verfügung zu stellen, welcher über einen sehr grossen Lastbereich eine stabile und gut ausgebildete Flamme erzeugt .

Diese Aufgabe wird durch den Brenner gemäss Patentanspruch 1 gelöst . Gemäss diesem betri f ft die Erfindung einen gasbefeuerten Brenner, bevorzugterweise für eine Trockentrommel einer Asphaltmischanlage .

Der Brenner weist eine bevorzugterweise zentrale Primärluftführung auf , welche über einen Drallkörper in eine Verbrennungs zone mündet . Der Brenner weist im Bereich der Umfangsbegrenzungen des Drallkörpers Gas zuführungsöf fnungen auf , zur Zuführung von Brenngas in die Primärluft zur Befeuerung des Brenners .

Es hat sich gezeigt , dass mit derartigen erfindungsgemässen Brennern über einen sehr grossen Lastbereich eine stabile und gut ausgebildete Flamme erzeugt werden kann .

In einer ersten bevorzugten Aus führungsvariante des erfindungsgemässen Brenners weist der Drallkörper im Bereich seiner Umfangsbegrenzungen Gas zuführungsöf fnungen auf , zur Zuführung von Brenngas in die Primärluft zur Befeuerung des Brenners .

Die Gas zuführungsöf fnungen sind bevorzugterweise als radiale Bohrungen in den Umfangsbegrenzungen des Drallkörpers ausgebildet . Hierdurch ergibt sich der Vorteil , dass die Strömungs führung der Primärluft im Drallkörper durch die Gas zuführungsöf fnungen praktisch unbeeinflusst ist .

Auch ist es bevorzugt , dass die Gas zuführungsöf fnungen zwischen den Schaufeln des Drallkörpers angeordnet sind, und zwar bevorzugterweise j eweils im Bereich der Unterdruckseiten der Drallkörperschaufeln und mit Vorteil j eweils im Bereich der Austrittskanten der Drallkörperschaufeln . Hierdurch wird eine besonders gute Vermischung von Brenngas und Primärluft begünstigt .

In einer zweiten bevorzugten Aus führungsvariante des erfindungsgemässen Brenners ist der Drallkörper an seiner Austrittseite von einer Viel zahl von Gas zuführungsöf fnungen umgeben, zur Zuführung von Brenngas in die Primärluft zur Befeuerung des Brenners . Die Umfangsbegrenzungen des Drallkörpers des erfindungsgemässen Brenners sind bevorzugterweise als sich zur Verbrennungs zone hin erweiternder Konus ausgebildet . Derartige Ausgestaltungen haben sich als besonders geeignet erwiesen .

In einer bevorzugten Aus führungs form umfasst der Brenner eine konzentrisch um die Primärluftführung angeordnete Sekundärluftführung, welche in die Verbrennungs zone mündet .

Insbesondere für den Fall , dass das Verhältnis von Primärluft und Sekundärluft einstellbar ist , was bevorzugt ist , ergibt sich hieraus der Vorteil , dass das Flammenbild bzw . die Flammenform für j eden Lastbereich optimal eingestellt werden kann .

Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn in dem Bereich, in welchem die Sekundärluftführung in die Verbrennungs zone mündet , eine von einer inneren Begrenzungswandung der Sekundärluftführung radial nach aussen vorstehende Kante angeordnet ist , welche eine „Stolperkante" für die Sekundärluftströmung beim Eintritt in die Verbrennungs zone bildet , zur Verwirbelung der Sekundärluft .

In einer weiteren bevorzugten Aus führungs form der Erfindung umfasst der Brenner eine konzentrisch um die Primärluftführung angeordnete Brenngas zuführung, welche in die Gas zuführungsöf fnungen des Drallkörpers mündet , und welche mit Vorteil konzentrisch zwischen der Primärluftführung und der Sekundärluftführung angeordnet ist . Derartige Ausgestaltungen des erfindungsgemässen Brenners erlauben eine sehr gleichmässige Einbringung des Brenngases und der Primär- und Sekundärluft in die Verbrennungs zone .

In noch einer weiteren bevorzugten Aus führungs form umfasst der erfindungsgemässe Brenner eine im Zentrum der Primärluftführung angeordnete Zuführung für flüssigen Brennstof f , welche über eine Düse in die Verbrennungs zone mündet , zum Zuführen von zerstäubtem flüs- sigen Brennstof f in die aus dem Drallkörper austretende Primärluft . Derartige Brenner sind als Kombibrenner vielseitig einsetzbar .

Die Verbrennungs zone ist bei dem erfindungsgemässen Brenner mit Vorteil von einem sich in Flammenrichtung konisch erweiternden Flammrohr umgeben . Derartige Ausgestaltungen der Verbrennungs zone haben sich als besonders geeignet erwiesen .

Weiter ist der erfindungsgemässe Brenner bevorzugterweise derartig ausgebildet , dass die gesamte zur Befeuerung des Brenners verwendete Brenngasmenge , bevorzugterweise ausschliesslich, über die anspruchsgemässen Gas zuführungsöf fnungen zuführbar ist .

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Weitere bevorzugte Aus führungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und aus der nun folgenden Beschreibung anhand der Figuren . Darin zeigen :

Fig . 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemässen Brenner ;

Fig . 2 eine perspektivische Schnittdarstellung des vorderen Teils des Brenners gemäss Fig . 1 ; und Fig . 3 eine Darstellung wie Fig . 2 einer Variante des Brenners .

Wege zur Aus führung der Erfindung

Die Figuren 1 und 2 zeigen Schnittdarstellungen eines ersten erfindungsgemässen Kombi-Brenners für die wahlweise Verbrennung von Brenngas oder flüssigem Brennstof f zum Behei zen einer Trockentrommel einer Asphaltmischanlage . Dabei zeigt Fig . 1 einen vertikalen Längsschnitt durch den gesamten Brenner und Fig . 2 zeigt einen perspektivischen Vertikalschnitt durch den vorderen Teil des Brenners .

Wie zu erkennen ist , weist der Brenner eine zentrale Brennerlanze 1 für den flüssigen Brennstof f auf , welche im Zentrum eines Drallkörpers 2 für Primärluft über eine Brennstof fdüse 3 in die Verbrennungs zone 4 des Brenners einmündet , zum Zuführen von zerstäubtem flüssigen Brennstof f in die aus dem Drallkörper 2 austretende Primärluft . Die Brennerlanze 1 ist konzentrisch umgeben von einem Primärluftrohr 5 , welches zusammen mit den äusseren Begrenzungen der Brennerlanze 1 eine zentrale Primärluftzuführung 6 mit einem im Wesentlichen kreisringförmigen Querschnitt bildet , welche über den Drallkörper 2 in die Verbrennungs zone 4 mündet . Innerhalb der Primärluftzuführung 6 ist ein Zündbrenner 17 angeordnet , welcher zum Zünden des Brenners eine Zündflamme erzeugt .

Im vorderen Bereich des Brenners ist das Primärluftrohr 5 konzentrisch von einem Brenngasrohr 7 umgeben, welches zusammen mit den äusseren Begrenzungen des Primärluftrohres 5 eine konzentrisch um die Primärluftführung 6 angeordnete Brenngas zuführung 8 bildet , welche über eine radiale Gas zuführungsleitung 18 mit Brenngas versorgt wird und in Gas zuführungsöf fnungen 9 in den Umfangsbegrenzungen des Drallkörpers 2 einmündet . Der Brenner ist hier derartig ausgebildet , dass die gesamte zur Befeuerung des Brenners verwendete Brenngasmenge ausschliesslich über die Gas zuführungsöf fnungen 9 in die Primärluftluft zugeführt wird .

Das Primärluftrohr 5 und das Brenngasrohr 7 sind konzentrisch umgeben von einem Sekundärluftrohr 10 , welches das Gehäuse des Brenners bildet und zusammen mit den äusseren Begrenzungen des Primärluftrohrs 5 und des Brenngasrohres 7 eine Sekundärluftführung 11 mit einem im Wesentlichen kreisringförmigen Querschnitt bildet , welche in die Verbrennungs zone 4 mündet .

Die Verbrennungs zone 4 ist von einem konischen Flammrohr 13 umgeben .

Wie in Fig . 2 zu erkennen ist , sind die Gaszuführungsöf fnungen 9 als radiale Bohrungen in den Umfangsbegrenzungen des Drallkörpers 2 ausgebildet und zwischen den Schaufeln des Drallkörpers 2 angeordnet , und zwar j eweils im Bereich der Unterdruckseiten der Drallkörperschaufeln und dabei im Bereich von deren Austrittskanten .

Die Umfangsbegrenzungen des Drallkörpers 2 , welche die Gas zuführungsöf fnungen 9 bilden, sind als sich zur Verbrennungs zone hin erweiternder Konus ausgebildet .

Wie weiter zu erkennen ist , ist in dem Bereich, in welchem die Sekundärluftführung 11 in die Verbrennungs zone 4 mündet , eine von dem Brenngasrohr 7 , welches dort die innere Begrenzungswandung der Sekundärluftführung 11 bildet , radial nach aussen in die Sekundärluftströmung vorstehende Kante 12 angeordnet , durch welche sich der Strömungsquerschnitt der Sekundärluft am Austrittsbereich aus der Sekundärluftführung sprunghaft verkleinert .

An seinem der Verbrennungs zone 4 abgewandten Ende ist der Brenner an eine Luft Zuführungsleitung 14 angeschlossen, über welche er von einem zugeordneten Gebläse (nicht gezeigt ) die Verbrennungsluft erhält . Dabei wird die von der Luft Zuführungsleitung 14 bereitgestellte Gesamtverbrennungsluftströmung im Einlaufbereich des Brenners mit Hil fe von Trennwänden in vier Teilverbrennungsluftströme 15a, 15b, 15c, 15d aufgeteilt , von denen die beiden vorderen 15a, 15b in die Sekundärluftführung 11 einmünden und die beiden hinteren 15c, 15d in die Primärluftführung 6 einmünden . Dabei sind die vier Teilverbrennungsluftströme 15a, 15b, 15c, 15d mittels ihnen zugeordneter Drosselklappen 16 einzeln oder paarweise einstellbar ( der Übersichtlichkeit halber ist nur eine Drosselklappe mit der Bezugs zi f fer 16 versehen) , so dass das Verhältnis von Primärluft und Sekundärluft einstellbar ist .

Fig . 3 zeigt eine Darstellung wie Fig . 2 einer Variante des zuvor beschriebenen erfindungsgemässen Brenners .

Diese Variante unterscheidet sich lediglich dadurch von dem zuvor beschriebenen Brenner, dass die Gas zuführungsöf fnungen 9 nicht in den Umfangsbegrenzungen des Drallkörpers 2 angeordnet sind . Hier ist der Drallkörper 2 an seiner Austrittseite von einer Viel zahl von Gas zuführungsöf fnungen 9 umgeben, welche von der Brenngas zuführung 8 mit Brenngas versorgt werden . Ansonsten ist der Aufbau dieses zweiten erfindungsgemässen Brenners identisch wie der des ersten erfindungsgemässen Brenners , weshalb hierfür auf die vorangehende Beschreibung der Figuren 1 und 2 verwiesen werden kann .

Während in der vorliegenden Anmeldung bevorzugte Aus führungen der Erfindung beschrieben sind, ist klar darauf hinzuweisen, dass die Erfindung nicht auf diese beschränkt ist und auch in anderer Weise innerhalb des Umfangs der nun folgenden Ansprüche ausgeführt werden kann .

Bezugsziffernliste

1 Brennerlanze

2 Drallkörper

3 Brennstof fdüse

4 Verbrennungszone

5 Primärluftrohr / Primärluftführung

6 zentrale Primärluftzuführung

7 Brenngasrohr

8 Brenngaszuführung

9 Gaszuführungsöffnungen

10 Sekundärluftrohr

11 Sekundärluftführung

12 Kante

13 konisches Flammrohr

14 Luft Zuführungsleitung

15a-d vier Teilverbrennungsluftströme

16 Drosselklappen (der Übersichtlichkeit halber ist nur eine Drosselklappe mit der Bezugsziffer 16 versehen)

17 Zündbrenner

18 Radiale Gaszuführungsleitung

Claims

9 PATENTANS P RÜCHE

1. Gasbefeuerter Brenner, insbesondere für eine Trockentrommel einer Asphaltmischanlage, mit einer insbesondere zentralen Primärluftführung (6) , welche über einen Drallkörper (2) in eine Verbrennungszone (4) mündet, wobei der Brenner im Bereich der Umfangsbegrenzungen des Drallkörpers (2) Gaszuführungsöffnungen (9) aufweist, zur Zuführung von Brenngas in die Primärluft zur Befeuerung des Brenners.

2. Brenner nach Anspruch 1, wobei der Drallkörper (2) in seinen Umfangsbegrenzungen Gaszuführungsöffnungen (9) aufweist, zur Zuführung von Brenngas in die Primärluft zur Befeuerung des Brenners.

3. Brenner nach Anspruch 2, wobei die Gaszuführungsöffnungen (9) als radiale Bohrungen in den Umfangsbegrenzungen des Drallkörpers (2) ausgebildet sind, insbesondere mit in Umfangsrichtung regelmässigen Abständen .

4. Brenner nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Gaszuführungsöffnungen (9) zwischen den Schaufeln des Drallkörpers (2) angeordnet sind, insbesondere zwischen sämtlichen Schaufeln.

5. Brenner nach Anspruch 4, wobei die Gaszuführungsöffnungen (9) jeweils im Bereich der Unterdruckseiten der Drallkörperschaufeln angeordnet sind.

6. Brenner nach einem der Ansprüche 4 bis 5, wobei die Gaszuführungsöffnungen (9) jeweils im Bereich der Austrittskanten der Drallkörperschaufeln angeordnet sind .

7. Brenner nach Anspruch 1, wobei der Drallkörper (2) an seiner Austrittseite von einer Vielzahl von Gaszuführungsöffnungen (9) umgeben ist, zur Zuführung von Brenngas zur Befeuerung des Brenners in die Primärluft.

8. Brenner nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Umfangsbegrenzungen des Drallkörpers (2) als sich zur Verbrennungszone (4) hin erweiternder Konus ausgebildet sind.

9. Brenner nach einem der vorangehenden Ansprüche, des Weiteren umfassend eine konzentrisch um die Primärluftführung (6) angeordnete Sekundärluftführung

(11) , welche in die Verbrennungszone (4) mündet.

10. Brenner nach Anspruch 7, wobei in dem Bereich, in welchem die Sekundärluftführung (11) in die Verbrennungszone (4) mündet, eine von einer inneren Begrenzungswandung (7) der Sekundärluftführung (11) radial nach aussen in die Sekundärluftströmung vorstehende Kante

(12) angeordnet ist.

11. Brenner nach einem der Ansprüche 7 bis 8, wobei der Brenner derartig ausgebildet ist, dass das Verhältnis von Primärluft und Sekundärluft, insbesondere einzeln und für variable Laststufen unterschiedlich, einstellbar ist.

12. Brenner nach einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend eine konzentrisch um die Primärluftführung (6) angeordnete Brenngaszuführung (8) , welche in die Gaszuführungsöffnungen (9) mündet.

13. Brenner nach Anspruch 10, wobei die Brenngaszuführung (8) konzentrisch zwischen der Primärluftführung (6) und der Sekundärluftführung (11) angeordnet ist .

14. Brenner nach einem der vorangehenden Ansprüche, des Weiteren umfassend eine im Zentrum der Primärluftführung (6) angeordnete Zuführung (1) für flüssigen Brennstoff, welche über eine Düse (3) in die Verbren- 11 nungszone (4) mündet, zum Zuführen von zerstäubtem flüssigen Brennstoff in die aus dem Drallkörper (2) austretende Primärluft.

15. Brenner nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Verbrennungszone (4) von einem konischen Flammrohr (13) umgeben ist.

16. Brenner nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Brenner derartig ausgebildet ist, dass die gesamte zur Befeuerung des Brenners verwendete Brenngasmenge insbesondere ausschliesslich über die Gaszuführungsöffnungen (9) zuführbar ist.

17. Verwendung des Brenners nach einem der vorangehenden Ansprüche zum Beheizen einer Trockentrommel einer Asphaltmischanlage.