DE19855289B4

DE19855289B4 - Brenner

Info

Publication number: DE19855289B4
Application number: DE1998155289
Authority: DE
Inventors: Ralf Prescha; Martin Oberhomburg
Original assignee: Vaillant GmbH
Priority date: 1997-11-24
Filing date: 1998-11-24
Publication date: 2008-10-02
Anticipated expiration: 2018-11-25
Also published as: DE19855289A1; AT406507B; DE29820979U1; ATA198397A

Abstract

Brenner mit separater Zufuhr von Brennstoff und Verbrennungsluft in einen Brennraum (1), bei dem für die Luftzufuhr ein mit Ausströmöffnungen (12) versehenes zentrales Rohr (6) und für die Zufuhr des Brennstoffes nahe dem Umfang des Rohres (6) angeordnete, eine Wand des Brennraumes (1) durchsetzende Düsen (15) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausströmöffnungen (12) des zur Zufuhr der Verbrennungsluft vorgesehenen Rohres (6) an im wesentlichen radial verlaufenden nach außen vorragenden Ausbauchungen (10) angeordnet sind, die im Querschnitt im wesentlichen sägezahnförmig ausgebildet sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Brenner gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Bei bekannten derartigen Brennern ist das zur Zufuhr von Verbrennungsluft dienende Rohr mit radialen kreisförmigen Ausströmöffnungen versehen, wodurch die Verbrennungsluft in im wesentlichen radial verlaufenden Strahlen in den Verbrennungsraum austritt.
Übliche Diffusionsbrenner führen innen das Brenngas und führen von außen Verbrennungsluft zu. Die DE 33 41 305 A1 zeigt einen Brenner, bei dem zentral eingespritzter Ölnebel zunächst mit Primärluft und dann mit Sekundärluft vermischt wird. Die Sekundärluftöffnungen, welche schräg angeordnet sind, zwingen der durchströmenden Verbrennungsluft einen Drall auf. Die Primär- und Sekundärluft haben dieselbe Drallrichtung.
DE 195 45 310 A1 zeigt einen Brenner, bei dem Luft von außen durch mehrere Teilkegelschalen nach innen strömt. Die Eintrittskanäle durch die Teilkegelschalen sind dabei so ausgelegt, dass sich die Strömung des einströmenden Mediums nicht ablöst. In diesen Eintrittskanälen sind Einströmöffnungen angeordnet. Diese Einströmöffnungen werden über vollständig in den Teilkegelschalen angeordnete Zuführkanäle mit Brennstoff versorgt. Durch die Brenngaseindüsung in die nicht abgelöste Luftströmung wird eine turbulente Vermischung vermieden. Die Verbrennungsluft tritt in den Brenner in das Inneren tangential ein und wird in Rotation versetzt. Die Verbrennung findet am ebenen Brenneraustritt am Kegelfuß statt.
WO 97/40315 zeigt einen Brenner mit radial ausströmender Luft und senkrecht hierzu strömendem Brenngas. Die Vermischung und Verbrennung erfolgt unmittelbar im Brennraum.
Bei solchen Brennern ergibt sich das Problem, dass die Vermischung der Luft mit dem Brennstoff nicht optimal ist und es zu einem erhöhten CO-Ausstoß kommt.
Ziel der Erfindung ist es, diesen Nachteile zu vermeiden und einen Brenner der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, bei dem eine optimale Vermischung des Brennstoffes mit der Verbrennungsluft sichergestellt ist.
Erfindungsgemäß wird dies bei einem Brenner der eingangs erwähnten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 erreicht.
Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen ist sichergestellt, daß die Luftstrahlen im wesentlichen in tangentialer Richtung austreten und sich daher wesentlich längere Wege für die Luftstrahlen im Inneren des Brennraumes ergeben, wodurch es zu einer besseren Vermischung des Brennstoffes mit der Verbrennungsluft kommt. Dies führt zu einer besseren Verbrennung und damit zu einem wesentlich geringeren CO-Ausstoß. Außerdem läßt sich auf diese Weise auch der Ausbrand verbessern und die Ausbrandstrecke verkürzen. Dadurch kann der Brennraum auch kompakter gestaltet werden.
Durch die Merkmale des Anspruches 2 ergibt sich eine Vielzahl von Verbrennungsluft-Strahlen, wodurch sich die Vermischung des Brennstoffes mit der Verbrennungsluft verbessert.
Die Merkmale des Anspruches 3 bedingen einen relativ großen Umfang des Querschnittes der einzelnen Luftstrahlen, bezogen auf dessen Querschnittsfläche, wodurch sich eine große Berührungsfläche mit dem Brennstoff ergibt und eine sehr innige Vermischung mit diesem erreicht wird.
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
1 schematisch einen Axialschnitt durch einen erfindungsgemäßen Brenner und
2 schematisch einen Querschnitt durch den Brenner nach der 1.
Gleiche Bezugszeichen bedeuten in beiden Figuren gleiche Einzelheiten.
Ein Brennraum 1 ist von als Doppelmantel ausgebildeten Wänden 2, einem mit diesen verbundenen Boden 3 und einer ebenfalls mit den Wänden 2 verbundene Abdeckung 4 begrenzt. Dabei ist die Abdeckung mit einer Abzugsöffnung 5 versehen, über die Abgase oder auch Rauchgase in einen nicht dargestellten Kamin abziehen können.
Der Boden 3 ist von einem zentral angeordneten, für die Zufuhr von Verbrennungsluft vorgesehenen Rohr 6 durchsetzt. Dieses Rohr 6 ist an eine Luftleitung 7 angeschlossen, in der eine Steuerklappe 8 angeordnet ist, die mit einem Stellantrieb 9 versehen ist.
Das Rohr 6 ist an seinem freien in den Brennraum ragenden Ende abgeschlossen und weist Ausbauchungen 10 an dessen zylindrischer Wand auf.
Diese Ausbauchungen 10 sind in einem Horizontalschnitt im wesentlichen sägezahnförmig ausgebildet, wobei deren eine Begrenzung 11 im wesentlichen radial verläuft.
In diesen radialen Begrenzungen 11 sind Ausströmöffnungen 12 angeordnet, die oval oder rechteckig ausgebildet sind. Aus diesen Ausströmöffnungen 12 treten, wie aus der 2 zu ersehen ist, Verbrennungsluft-Strahlen 13 im wesentlichen tangential aus.
Das Rohr 6 durchsetzt weiter im Bereich des Bodens 3 einen Brennstoffraum 14, der unterhalb des Bodens 3 angeordnet und von diesem begrenzt ist. Dabei weist der Brennstoffraum 14 einen größeren Durchmesser als das Rohr 6 auf und ist an eine Brennstoffleitung 16 angeschlossen.
Der Boden 3 des Brennraumes 1 ist im Bereich des Brennstoffraumes 14 von Düsen 15 durchsetzt, die in unmittelbarer Nähe des Rohres 6 über den Umfang verteilt angeordnet sind und das Einströmen von Brennstoff in den Brennraum 1 ermöglichen.
Beim Betrieb des Brenners strömt Brennstoff über die Brennstoffleitung 16, den Brennstoffraum 14 und die Düsen 15 in den Brennraum 1 ein. Gleichzeitig strömt Verbrennungsluft über die Luftleitung 7 in das Rohr 6 und über dessen Ausströmöffnungen 12 in Form von tangentialen Strahlen 13 in den Brennraum 1 aus. Dort vermischt sich der Brennstoff mit der Verbrennungsluft und bildet ein brennbares Gemisch, das mit einer nicht dargestellten Zündeinrichtung gezündet wird und verbrennt.
Dabei kommt es aufgrund der relativ schmalen Verbrennungsluftstrahlen und deren durch die tangentiale Ausrichtung bedingte Länge zu einer sehr innigen und homogenen Vermi schung mit dem Brennstoff, so daß es zu einer sehr guten Verbrennung und einem daher nur geringen CO-Ausstoß kommt.
Die Abgase oder Rauchgase geben ihre Wärme an die von einem wärmeaufnehmenden Medium durchströmten Wände 2, 3, 4 ab und strömen über die Abzugsöffnung 5 ab.

Claims

Brenner mit separater Zufuhr von Brennstoff und Verbrennungsluft in einen Brennraum (1), bei dem für die Luftzufuhr ein mit Ausströmöffnungen (12) versehenes zentrales Rohr (6) und für die Zufuhr des Brennstoffes nahe dem Umfang des Rohres (6) angeordnete, eine Wand des Brennraumes (1) durchsetzende Düsen (15) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausströmöffnungen (12) des zur Zufuhr der Verbrennungsluft vorgesehenen Rohres (6) an im wesentlichen radial verlaufenden nach außen vorragenden Ausbauchungen (10) angeordnet sind, die im Querschnitt im wesentlichen sägezahnförmig ausgebildet sind.
Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbauchungen (10) in mehreren Reihen in gleicher Richtung verlaufend angeordnet sind.
Brenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausströmöffnungen (12) oval oder rechteckig gestaltet sind, wobei deren längere Achse im wesentlichen parallel zur Längsachse des Rohres (6) verläuft.