DE10348272B3 - Mixing device for oil or gas burner has guide element downstream of diaphragm, by which exhaust gas is directed to diaphragm - Google Patents

Mixing device for oil or gas burner has guide element downstream of diaphragm, by which exhaust gas is directed to diaphragm Download PDF

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Abstract

The mixing device has a housing (8) and a guide element (9), downstream of the diaphragm (4), by which the exhaust gas entering through the recirculation apertures (10) in the flame tube is directed to the diaphragm. The guide element is in the form of a ring at an axial spacing from the diaphragm, and is conical in shape, with its internal diameter closer to the diaphragm and its external diameter, and outside the flow apertures (5) in the diaphragm.

Description

Die Erfindung betrifft eine Mischeinrichtung für einen Öl- oder Gasbrenner nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The The invention relates to a mixing device for an oil or gas burner after Preamble of claim 1.

Ein gattungsgemäßer Brenner ist beispielsweise aus der EP 0 683 883 B1 bekannt. Er besteht aus einem Brennergehäuse, welches ein Stützrohr mit einer in diesem angeordneten Vorkammer und ein sich daran anschließendes Flammrohr aufweist. Im Stützrohr ist in der Vorkammer ein Düsenstock mit einer einen Brennstoffstrahl erzeugenden Düse angeordnet, und in das Flammrohr breitet sich der Brennstoffstrahl aus. Zwischen der Vorkammer und der Brennkammer befindet sich eine Blende mit einer zentralen Öffnung, durch welche der Brennstoffstrahl hindurch tritt. Mit einem Gebläse wird der in die Brennkammer eintretende Verbrennungsluftstrom erzeugt. Dieser umfasst einen brennstoffstrahlnahen Teilstrom sowie einen rezirkulationsstabilisierenden Teilstrom. Dazu ist das Flammrohr mit Rezirkulationsöffnungen für ausgekühltes Rauchgas versehen, welche insbesondere in dessen Mantel im Bereich vor der Blende angebracht sind. Der radial außen liegende rezirkulationsstabilisierende Teilstrom besitzt die Form eines einem in Umfangsrichtung unterbrochenen Ringstromes entsprechenden Strömungsbildes, so dass sich in der Brennkammer eine von der blau brennenden Flamme zum nichtbrennenden Teil des Brennstoffstrahls zurück verlaufende innere Rezirkulationsströmung ausbildet. Außerdem begünstigt der rezirkulationsstabilisierende Teilstrom der Brennluft die innere Rezirkulationsströmung. Weiterhin offenbart die DE 38 01 681 C1 ein Verfahren zum Verbrennen eines gasförmigen oder flüssigen Brennstoffes mit einer den Auslass einer Düse umgebenden Mehrlochblende, deren Verbrennungsluftstrahlen in einem sich axial erstreckenden Mischrohr innerhalb des Flammrohres münden. Dabei besitzt das Mischrohr Aussparungen, um eine sogenannte innere Rezirkulation zwischen Mischrohr und Flammrohr zu erzeugen. Neben dem Bauaufwand kann ein derartiges Mischrohr im direkten Strahl- bzw. Flammenbereich allerdings auch unerwünschte Strömungsgeräusche verursachen.A generic burner is for example from the EP 0 683 883 B1 known. It consists of a burner housing, which has a support tube with an arranged in this prechamber and an adjoining flame tube. In the support tube, a nozzle with a fuel jet nozzle is arranged in the prechamber, and in the flame tube, the fuel jet spreads. Between the pre-chamber and the combustion chamber is a diaphragm with a central opening through which the fuel jet passes. With a blower entering the combustion chamber combustion air flow is generated. This includes a partial stream close to the fuel jet and a recirculation-stabilizing partial flow. For this purpose, the flame tube is provided with recirculation openings for cooled flue gas, which are mounted in particular in the jacket in the area in front of the panel. The radially outer recirculation-stabilizing partial flow has the shape of a flow pattern corresponding to an annular flow interrupted in the circumferential direction, so that an inner recirculation flow running back from the blue-burning flame to the non-combusting part of the fuel jet is formed in the combustion chamber. In addition, the recirculation-stabilizing partial flow of the combustion air favors the inner recirculation flow. Furthermore, the disclosure DE 38 01 681 C1 a method of combusting a gaseous or liquid fuel having a multi-hole orifice surrounding the outlet of a nozzle, the combustion air jets of which open into an axially extending mixing tube within the flame tube. In this case, the mixing tube has recesses to produce a so-called internal recirculation between the mixing tube and flame tube. In addition to the construction costs, such a mixing tube in the direct jet or flame area, however, also cause undesirable flow noise.

Aus der DE 101 13 132 A1 ist ein Brenner bekannt, bei dem der Rezirkulationsspalt zwischen Flammrohr und Stützrohr konzentrisch zum Stützrohr verläuft. Dabei ist die Mündung des kreisringförmigen Rezirkulationskanals zur Stauscheibe hin gerichtet. Zusätzlich ist aus der DE 196 01 581 A1 ein Brenner mit einer aus einem Hohlzylinder bestehenden inneren Mischkammer und einer inneren Rezirkulation mitsamt Verbrennungsluftregulierung über eine Startluftkanal bekannt. Dabei dient ein außen auf die innere Mischkammer aufgesetzter Konus, hinter dem stromaufwärts auch der Startluftkanal einmündet, zur Stabilisierung der Flamme. Die sogenannte äußere Rezirkulation durch das Flammrohr wird daher mit dem Startluftkanal direkt beeinflusst.From the DE 101 13 132 A1 a burner is known in which the recirculation gap between the flame tube and support tube is concentric with the support tube. The mouth of the annular recirculation channel is directed towards the baffle plate. In addition is from the DE 196 01 581 A1 a burner with an existing of a hollow cylinder inner mixing chamber and an internal recirculation together with combustion air regulation via a starting air duct known. In this case, an externally applied to the inner mixing chamber cone, behind the upstream also opens the starting air duct, to stabilize the flame. The so-called external recirculation through the flame tube is therefore directly influenced by the starting air channel.

Abhängig von dem einem Brenner zugeordneten Feuerraum in Heizkesseln, und dadurch ungleichmäßigen oder schwankenden Rezirkulationsströmungen von außen durch das Flammrohr, können möglicherweise bei gattungsgemäßen Brennern Ablagerungen auf der Blende entstehen. Die Temperaturen an der Blende sind eventuell ungleichmäßig verteilt. Bedingt durch die Konstruktion eines Flammrohres und durch die Lage der Verbindung mit dem Gehäuse des Verbrennungsluftkanals auf Blendenebene ist es andererseits auch nicht möglich, die Rezirkulationsöffnungen in dessen Wand noch weiter zum blendenseitigen Ende des Flammrohres hin, also näher an der Blende, anzuordnen.Depending on the combustion chamber associated with a burner in boilers, and thereby uneven or fluctuating recirculation flows from the outside through the fire tube, can possibly in generic burners deposits arise on the aperture. The temperatures at the aperture may be distributed unevenly. Due to the construction of a flame tube and the location the connection with the housing the combustion air duct on the diaphragm level, on the other hand also not possible the recirculation openings in the wall even further to the blendenseitigen end of the flame tube go, so closer at the aperture, to arrange.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einer Mischeinrichtung für einen Öl- oder Gasbrenner die Verbrennungsqualität und Robustheit in unterschiedlichen Betriebszuständen zu optimieren.Of the Invention is therefore the object of a mixing device for an oil or gas burner the quality of combustion and to optimize robustness in different operating states.

Erfindungsgemäß wurde dies mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.According to the invention was this is solved with the features of claim 1. Advantageous developments are the dependent claims refer to.

Die Mischeinrichtung für einen Öl- oder Gasbrenner ist mit einem Leitelement stromabwärts vor der Blende versehen, mit dem durch die Rezirkulationsöffnungen im Flammrohr eintretendes Rauchgas zur Blende gelenkt wird. Gekennzeichnet ist die Mischeinrichtung dadurch, dass das Leitelement im Wesentlichen als Kreisring gestaltet ist, welcher mit einem axialen Abstand vor der Blende angeordnet ist und eine konische Form aufweist, so dass sein Innendurchmesser näher an die Blende reicht als sein Außendurchmesser, dass der Außendurchmesser und somit das in das Flammrohr zeigende Ende des Leitelemen tes die Rezirkulationsöffnungen im Flammrohr an dessen blendenseitigem Ende übergreift, und dass der Außendurchmesser des Leitelementes an der Innenseite des Flammrohres anliegt oder einen geringen Spalt zur Innenseite des Flammrohres bildet.The Mixing device for an oil or gas burner is upstream with a guide element in front Aperture provided with the through the recirculation openings in the flame tube entering flue gas is directed to the aperture. marked the mixing device is characterized in that the guide element substantially designed as a circular ring, which with an axial distance in front the diaphragm is arranged and has a conical shape, so that its inside diameter closer to the aperture ranges than its outer diameter, that of the outer diameter and thus the pointing into the flame tube end of Leitelemen tes the recirculation openings engages in the flame tube at the blendenseitigem end, and that the outer diameter of the guide element bears against the inside of the flame tube or forms a small gap to the inside of the flame tube.

Vorzugsweise schließt dabei das konisch gestaltete Leitelement einen Winkel im Bereich von 90 bis 130 Grad ein. Der Innendurchmesser des Leitelementes ist so groß bemessen, dass die Verbrennungsluftstrahlen aus den Strömungsöffnungen in der Blende weitgehend ungehindert in das Flammrohr austreten. Im Bereich der Zündelektroden ist das Leitelement entsprechend ausgespart. Vorzugsweise wird das Leitelement an drei Punkten an der Blende befestigt und der Abstand des Innendurchmessers, also der blendennächsten Kante, zur Blendenoberfläche liegt zwischen 3 bis 10 Millimetern. Der Außendurchmesser, und somit das in das Flammrohr zeigende Ende des Leitelementes, übergreift Rezirkulationsöffnungen im Flammrohr an dessen blendenseitigem Ende, so dass das durch die Rezirkulationsöffnungen eintretende Rauchgas gezielt zur Blende gelenkt wird. Weiterhin liegt der Außendurchmesser des Leitelementes an der Innenseite des Flammrohres an oder bildet in einer anderen Ausführungsform nur einen geringen Spalt zur Innenseite des Flammrohres, beispielsweise um Toleranzen auszugleichen.Preferably, the conically shaped guide element encloses an angle in the range of 90 to 130 degrees. The inner diameter of the guide element is dimensioned so large that the combustion air jets escape from the flow openings in the aperture largely unhindered into the flame tube. In the field of ignition electrodes, the guide element is recessed accordingly. Preferably the guide element is attached to the panel at three points and the distance between the inner diameter, ie the edge closest to the glare, to the panel surface is between 3 and 10 millimeters. The outer diameter, and thus the pointing into the flame tube end of the guide element engages over Rezirkulationsöffnungen in the flame tube at the blendenseitigem end, so that the entering through the recirculation flue gas is directed specifically to the aperture. Furthermore, the outer diameter of the guide element bears against the inside of the flame tube or, in another embodiment, forms only a small gap to the inside of the flame tube, for example in order to compensate for tolerances.

Mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen werden bei einer Mischeinrichtung für einen Öl- oder Gasbrenner sowohl Verbrennungsqualität als auch Robustheit in unterschiedlichen Betriebszuständen optimiert. Insbesondere bleiben Ablagerungen an der Blende aus, weil gezielt die ausgekühlten, aber noch relativ warmen Rauchgase aus den Rezirkulationsöffnungen die Oberfläche der Blende in den äußeren Bereichen umspülen. Dadurch wird die ansonsten von der Verbrennungsluftseite her stark gekühlte Blende so weit erwärmt, dass sich Öltröpfchen oder Rußpartikel nicht anlagern können. Außerdem reißt die Rezirkulationsströmung derartige Partikel mit in den Verbrennungsluftstrom oder Ölnebel im Zentrum der Anordnung vor der Düse.With be the inventive measures at a mixing device for an oil or gas burner both combustion quality as well as robustness optimized in different operating conditions. In particular, deposits on the panel remain, because targeted the cooled, but still relatively warm flue gases from the recirculation openings the surface the aperture in the outer areas umspülen. As a result, the otherwise of the combustion air side is strong cooled aperture warmed up so far that is oil droplets or soot particles can not attach. Furthermore tear that recirculation Such particles with in the combustion air flow or oil mist in Center of the arrangement in front of the nozzle.

Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar und zeigt in einer einzigen Figur einen senkrechten Längsschnitt durch eine Mischeinrichtung eines Öl- oder Gasbrenners.The Drawing represents an embodiment of Invention is and shows in a single figure a vertical longitudinal section by a mixing device of an oil or gas burner.

Die Mischeinrichtung besteht aus einem Flammrohr 1, welches eine Brennkammer 2 umgibt, in die sich ein Brennstoffstrahl aus einer Brennstoffdüse 3 ausbreitet. Diese ist stromaufwärts zur Brennkammer 2, kurz hinter einer Blende 4 mit Strömungsöffnungen 5 für die Verbrennungsluft, auf einem sogenannten Düsenstock 6 angebracht. Mit einem Gebläse wird der Verbrennungsluftstrom erzeugt, welcher über einen Verbrennungsluftkanal 7 in ein Gehäuse 8 stromaufwärts der Blende 4 gelangt.The mixing device consists of a flame tube 1 which is a combustion chamber 2 surrounds, in which a fuel jet from a fuel nozzle 3 spreads. This is upstream of the combustion chamber 2 , just behind a panel 4 with flow openings 5 for the combustion air, on a so-called nozzle 6 appropriate. With a fan, the combustion air flow is generated, which via a combustion air duct 7 in a housing 8th upstream of the aperture 4 arrives.

Stromabwärts, mit einem axialen Abstand vor der Blende 4 ist ein Leitelement 9 angeordnet, mit dem durch die Rezirkulationsöffnungen 10 im Mantel des Flammrohres 1 eintretendes Rauchgas zur Blende 4 gelenkt wird. Das Leitelement 9 ist im Wesentlichen als Kreisring gestaltet und besitzt eine konische Form, wobei sein Innendurchmesser der Blende 4 näher kommt als sein Außendurchmesser und wobei vorzugsweise einen Winkel W im Bereich von 90 bis 130 Grad eingeschlossen wird. Da der Innendurchmesser des Leitelementes 9 außerhalb der Strömungsöffnungen 5 in der Blende 4 liegt, werden die austretenden Verbrennungsluftstrahlen nicht oder nur gering beeinflusst. Der Außendurchmesser des Leitelementes 9 übergreift die Rezirkulationsöffnungen 10 im Flammrohr 1 in stromabwärtiger Richtung, liegt an der Innenseite des Flammrohres 1 an oder bildet einen geringen Spalt 11 zur Innenseite des Flammrohres 1.Downstream, with an axial distance in front of the panel 4 is a guiding element 9 arranged with the through the recirculation openings 10 in the mantle of the flame tube 1 entering flue gas to the aperture 4 is steered. The guiding element 9 is designed essentially as a circular ring and has a conical shape, with its inner diameter of the diaphragm 4 comes closer than its outer diameter and wherein preferably an angle W is included in the range of 90 to 130 degrees. As the inner diameter of the guide element 9 outside the flow openings 5 in the aperture 4 is located, the exiting combustion air jets are not or only slightly affected. The outer diameter of the guide element 9 engages over the recirculation openings 10 in the fire tube 1 in the downstream direction, lies on the inside of the flame tube 1 or forms a small gap 11 to the inside of the flame tube 1 ,

Claims (4)

Mischeinrichtung für einen Öl- oder Gasbrenner, bestehend aus einem Düsenstock, mit aufgesetzter Verteilereinrichtung für Verbrennungsluft und einer zentralen Brennstoffdüse, einer Blende mit mehreren Strömungsöffnungen für die Verbrennungsluft im Ausmündungsbereich eines Verbrennungsluftkanals, welcher an ein Gebläse angeschlossen ist und in einem Gehäuse stromaufwärts der Blende einmündet, sowie einem in einen Brennraum ragenden Flammrohr mit Rezirkulationsöffnungen für ausgekühltes Rauchgas, in dessen Mantel im Bereich vor der Blende, wobei stromabwärts vor der Blende ein Leitelement angeordnet ist, mit dem durch die Rezirkulationsöffnungen im Flammrohr eintretendes Rauchgas zur Blende gelenkt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitelement (9) im Wesentlichen als Kreisring gestaltet ist, welcher mit einem axialen Abstand vor der Blende (4) angeordnet ist und eine konische Form aufweist, so dass sein Innendurchmesser näher an die Blende (4) reicht als sein Außendurchmesser, dass der Außendurchmesser und somit das in das Flammrohr (1) zeigende Ende des Leitelementes (9) die Rezirkulationsöffnungen (10) im Flammrohr (1) an dessen blendenseitigem Ende übergreift, und dass der Außendurchmesser des Leitelementes (9) an der Innenseite des Flammrohres (1) anliegt oder einen geringen Spalt (11) zur Innenseite des Flammrohres (1) bildet.Mixing device for an oil or gas burner, consisting of a nozzle, with attached distributor device for combustion air and a central fuel nozzle, a diaphragm with a plurality of flow openings for the combustion air in the Ausmündungsbereich a combustion air duct, which is connected to a fan and opens into a housing upstream of the aperture , and a projecting into a combustion chamber flame tube with recirculation openings for cooled flue gas, in the jacket in the area in front of the diaphragm, wherein downstream of the aperture a guide element is arranged, is directed with the entering through the recirculation openings in the flame tube flue gas to the aperture, characterized that the guiding element ( 9 ) is designed substantially as a circular ring, which at an axial distance in front of the diaphragm ( 4 ) is arranged and has a conical shape, so that its inner diameter closer to the diaphragm ( 4 ) is sufficient as its outer diameter that the outer diameter and thus in the flame tube ( 1 ) pointing end of the guide element ( 9 ) the recirculation openings ( 10 ) in the flame tube ( 1 ) overlaps at its blendenseitigem end, and that the outer diameter of the guide element ( 9 ) on the inside of the flame tube ( 1 ) or a slight gap ( 11 ) to the inside of the flame tube ( 1 ). Mischeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das konisch gestaltete Leitelement (9) vorzugsweise einen Winkel (W) im Bereich von 90 bis 130 Grad einschließt.Mixing device according to claim 1, characterized in that the conically shaped guide element ( 9 ) preferably includes an angle (W) in the range of 90 to 130 degrees. Mischeinrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser des Leitelementes (9) so groß bemessen ist, dass die Verbrennungsluftstrahlen aus den Strömungsöffnungen (5) in der Blende (4) weitgehend ungehindert in die Brennkammer (2) austreten.Mixing device according to claims 1 or 2, characterized in that the inner diameter of the guide element ( 9 ) is dimensioned so large that the combustion air jets from the flow openings ( 5 ) in the aperture ( 4 ) largely unhindered in the combustion chamber ( 2 ) exit. Mischeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitelement (9) vorzugsweise an drei Punkten an der Blende (4) befestigt ist und dass der Abstand des Innendurchmessers von der Blende (4) vorzugsweise 3 bis 10 Millimeter beträgt.Mixing device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the guide element ( 9 ) preferably at three points on the diaphragm ( 4 ) and that the distance of the inner diameter of the diaphragm ( 4 ) is preferably 3 to 10 millimeters.
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