DE2821932C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Mischeinrichtung für einen Brenner zur Verbrennung flüssiger Kohlenwasserstoffe, insbesondere Heiz­ öl oder Dieselöl, mit einer Brennstoffdüse mit Düsenstock, die koaxial zu einer am hinteren Ende geschlossenen, eine Zündein­ richtung und einen Lichtfühler aufnehmenden Kammer angeordnet ist, welche unter Belassung eines Ringraumes von einem zylin­ drischen Gebläseluftführungsrohr umgeben ist, wobei das strom­ abwärts die Düse überstehende Ende der Kammer auf dem Mantel­ umfang mit Löchern oder Schlitzen versehen ist und das Gebläse­ luftführungsrohr im Bereich dieser Öffnungen endet.

Aus der einen fingierten Stand der Technik darstellenden DE-OS 27 12 564 geht ein derartiger Brenner hervor, bei dem stromauf einer Stauscheibe mit Radialschlitzen ein topfarti­ ger Körper angeordnet ist, der den die Brennstoffdüse und die Zündelektroden umfassenden Teil der Kammer umschließt. Sein Boden ist vom Düsenstock durchdrungen, dessen Mündung stromauf der Zündelektroden zwischen diesen liegt, und sein Durchmesser am stauscheibenseitigen Rand ist kleiner als der durch die äußeren Enden der Radialschlitze festgelegte Durch­ messer und größer als der Durchmesser der Mittelöffnung der Stauscheibe.

Die Kammer wird stromab der Stauscheibe von einem am Umfang mit Löchern versehenen, im Durchmesser größeren Hohlzylinder begrenzt. Bei dieser Mischeinrichtung wird die Verbrennungs­ luft durch die Schlitze der Stauscheibe sowie durch die Lö­ cher in dem mit dem Gebläseluftführungsrohr einen Ringspalt begrenzenden Hohlzylinder geführt und gestaut. Bei dieser Aus­ bildung besteht die Gefahr, daß innerhalb der Mischzone durch die ausströmende kalte Verbrennungsluft eine unvollständige Verbrennung stattfindet.

Die DE-OS 20 59 693 betrifft einen Brenner für flüssige Brenn­ stoffe, bei welchem koaxial im stromab verjüngt ausgebildeten Flammrohr ein der Abgasrückführung dienendes Rohr vorgesehen ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Mischeinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die vom ersten Moment an mit blau brennender Flamme rußfrei und vom vom Feuerraum unabhängig funktioniert, wobei eine einwand­ freie Gasrückführung innerhalb des Flammrohres gewährleistet ist.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird eine Mischeinrichtung der eingangs genannten Art vorgeschlagen, welche dadurch ge­ kennzeichnet ist, daß die zylindrisch ausgebildete Kammer, deren die Düse überstehendes Ende unter einem Winkel β konisch verjüngt eingezogen ist, und das in einem konisch verjüngten Auslaß endende Ge­ bläseluftführungsrohr koaxial unter Belassung eines ringför­ migen Querschnittes von einem stromabwärts die Kammer über­ stehenden, zylindrischen Flammrohr umgeben sind, wobei die Verbindung zwischen Flammrohr und flammenseitigem Ende des Gebläseluftführungsrohres durch einen zur Flamme hin konkav ausgebildeten, mit Nebenluftöffnungen für atmosphärische Luft versehenen Ringsteg erfolgt.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unter­ ansprüchen beschrieben.

Mit der Mischeinrichtung gemäß der Erfindung wird der wesent­ liche Vorteil erreicht, daß durch die Einziehung des Flamm­ rohres im Bereich der Löcher oder Schlitze der Kammer und durch das Vorsehen eines Ringsteges mit Nebenluftöffnungen eine einwandfreie Gasrückführung erzielt wird. Diese Rückfüh­ rung kann durch den dosierten Zustrom atmosphärischer Neben­ luft über die Nebenluftöffnungen beeinflußt werden, wodurch das gesamte Ausbrandverhalten verbessert wird.

Die vom Gebläse geförderte Verbrennungsluft tritt am vorderen verjüngten Ende des Luftführungsrohres mit hoher Geschwindig­ keit aus dem ringförmigen Luftspalt aus. Durch die hohe Luft­ geschwindigkeit am verjüngten Ende des Luftführungsrohres ent­ steht in der Kammer ein starker Rückstromwirbel, der den Brennstoffnebel mit der Verbrennungsluft intensiv vermischt.

Die am Rande der Kammer angebrachten Löcher geben der Flamme eine zusätzliche Stabilität. Innerhalb des diese Kammer und das Luftführungsrohr umgebenden Flammrohrs entsteht von Beginn der Verbrennung an eine sofortige Rückströmung der heißen Gase in die Unterdruckzone der Kammer. Das Flammrohr, in dem immer konstant dieselbe Temperatur herrscht, macht somit die Flamme von jeglichem Heizkessel-Feuerraum unabhängig. Die Flamme brennt von Anfang und während der gesamten Betriebsdauer mit sehr hoher Temperatur und vollkommen rußfrei und nahezu schad­ stofffrei mit blauer Flamme.

Durch das stromab verlängerte Flammrohr, das zu dem Gebläse­ luftführungsrohr einen Abstand aufweist, wobei der dadurch gebildete Raum mit der Luftatmosphäre verbunden ist, kann bei größeren Brennstoffmengen selbsttätig zusätzliche Verbren­ nungsluft angesaugt werden. Die Öffnung für diese atmosphä­ rische Verbrennungsluft ist wahlweise regelbar.

Mit der Mischeinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine stabile, ruhige und leise brennende, von jeglichem Heizkessel-Feuerraum unabhängige Flamme zu erzeugen.

Anhand der Zeichnung soll am Beispiel einer bevorzugten Aus­ führungsform die Mischeinrichtung für einen Brenner gemäß der Erfindung näher erläutert werden, die in der einzigen Figur einen Längsschnitt zeigt.

Der Düsenstock 1 mit der Brennstoffdüse 2 ist zentrisch in einer Kammer 3 angeordnet. Die Kammer 3 ist an der Hinterseite 4 geschlossen und weist Öffnungen zum Durchtritt eines Licht­ fühlers 5 für UV-Strahlen und einer elektrischen Zündeinrich­ tung 6 auf. Die Kamer 3 ist so ausgebildet, daß lediglich um den Düsenstock 1 und die Düse 2 ein ringförmiger Luftspalt 1′ von ca. 1 mm vorgesehen ist. Dieser Luftspalt um die Düse hat den Vorteil, daß an der Düsenbohrung keinerlei Brennstoffrück­ stände auftreten können. Die Kammer 3 ist am hinteren Ende zylindrisch und am vorderen Ende, d. h. an der Flammenaus­ trittsseite, wie bei 7 dargestellt, verjüngt ausgebildet.

Die Kammer 3 wird konzentrisch unter Belassung eines ringför­ migen Auslasses 8 von dem Gebläseluftführungsrohr 9 umgeben. Durch ein Gebläse wird die Luft in Richtung der Pfeile 10 mit hoher Geschwindigkeit durch den Spalt 8 gefördert. Die Kammer weist am vorderen, verjüngten Ende 7 Löcher 11 oder Schlitze 12 auf, durch welche die Verbrennungsluft in den Innenraum eintritt und sich mit dem aus der Düse 2 kommenden Ölnebel vermischt. Das Gebläseluftführungsrohr 9 ist ferner konzentrisch unter Belassung eines ringförmigen Querschnittes 13 von einem Flammrohr 14 umgeben, das die Kammer 3 am vorderen Ende 7 übersteht. Die Verbindung des Flammrohrs 14 mit dem Gebläse­ luftführungsrohr 9 erfolgt über einen zur Flammenaustritts­ öffnung hin konkav ausgebildeten Steg 15 der Nebenluftöffnun­ gen 16 für atmosphärische Luft, die sich im Querschnitt 13 befindet, aufweist.

Der Winkel α des verjüngten Gebläseluftführungsrohres 9 ist kleiner als der Winkel β der im Bereich des Auslasses verjüng­ ten Kammer 3.

In dem überstehenden Teil des Flammrohres 14 ist konzentrisch eine hohlzylinderförmige Flammenführung 17 angeordnet, die einen kleineren Durchmesser aufweist und die unmittelbar über dem vorderen Ende 7 der Kammer 3 liegt.

Die Funktion der Mischeinrichtung ist wie folgt.

Die aus dem Luftspalt 8 austretende Verbrennungsluft wird teilweise um das vordere Ende 7 der Kammer 3 geleitet und teil­ weise durch die Schlitze 12 bzw. die Löcher 11 in den Raum vor der Düse 2 eingeleitet. Im Zentrum des vorderen Endes der Kam­ mer entsteht dann eine Mischzone. Am Ende des Gebläseluftfüh­ rungsrohres 9 entsteht ein sehr starker Überdruck. Hinter dem Austritt des Luftführungsrohres 9 entsteht infolge einer hohen Luftgeschwindigkeit eine sehr starke Unterdruckzone, so daß heiße Gase in Richtung der kreisförmigen Pfeile 18 in diese Zone aus dem Flammrohr 14 angesaugt werden. Bei größeren Men­ gen kann durch das nach hinten verlängerte Flammrohr, das mit der atmosphärischen Luft verbunden ist, mittels der Nebenluft­ öffnungen 16 atmosphärische Luft in diese Unterdruckzone ein­ strömen.

Durch die dargestellte Anordnung durchflutet die einströmende Gebläseluft zur Mitte hin den Ölnebel vor der Düse 2 so stark, daß dieser sich mit der Verbrennungsluft intensiv vermischt. Infolge des nachgeschalteten Flammrohres wird die Mischein­ richtung von jeglichem Feuerraum unabhängig. Die Gesamtver­ brennung findet dabei innerhalb der gesamten Mischeinrichtung statt, wobei durch die Rückströmung der heißen Verbrennungs­ gase eine nahezu restlose Verbrennung des Brennstoffes erzielt wird. Die Flamme brennt von der Flammenwurzel bis zum Austritt vollkommen blau, d. h. mit sehr hoher Temperatur. Bei dieser Mischeinrichtung findet vom ersten Augenblick der Zündung an eine blaue, rußfreie Verbrennung statt, und diese Flamme ist vom Feuerraum oder seinen Strömungen und seinen unterschied­ lichen Temperaturen nicht mehr abhängig.

Bei kleinen Leistungen von 0,6 bis 2 kg/h Brennstoff kann, wie bereits dargestellt, in der Flammenzone ein Flammenfüh­ rungsrohr 17 eingebaut werden, welches für eine Verbesserung der Flamme sorgt.

Es ist möglich, den Auslaß des Flammrohres an der Vorderseite zu verjüngen.

Claims (4)

1. Mischeinrichtung für einen Brenner zur Verbrennung flüssi­ ger Kohlenwasserstoffe, insbesondere Heizöl oder Dieselöl, mit einer Brennstoffdüse (2) mit Düsenstock (1), die ko­ axial zu einer am hinteren Ende geschlossenen, eine Zünd­ einrichtung (6) und einen Lichtfühler (5) aufnehmenden Kam­ mer (3) angeordnet ist, welche unter Belassung eines Ring­ raumes von einem zylindrischen Gebläseluftführungsrohr (9) umgeben ist, wobei das stromabwärts die Düse (2) überstehen­ de Ende (7) der Kammer (3) auf dem Mantelumfang mit Löchern (11) oder Schlitzen (12) versehen ist und das Gebläseluft­ führungsrohr (9) im Bereich dieser Öffnungen endet, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrisch ausgebildete Kammer (3), deren die Düse (2) überstehendes Ende (7) unter einem Winkel (β) konisch ver­ jüngt eingezogen ist, und das in einem konisch verjüngten Auslaß (8) endende Gebläseluftführungsrohr (9) koaxial unter Belassung eines ringförmigen Querschnittes (13) von einem stromabwärts die Kammer (3) überstehenden, zylindrischen Flamm­ rohr (14) umgeben sind, wobei die Verbindung zwischen Flamm­ rohr (14) und flammenseitigem Ende des Gebläseluftführungs­ rohres (9) durch einen zur Flamme hin konkav ausgebildeten, mit Nebenluftöffnungen (16) für atmosphärische Luft ver­ sehenen Ringsteg (15) erfolgt.

2. Mischeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Auslaß des Flammrohres (14) konisch verjüngt ausgebildet ist.

3. Mischeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Kammer (3) ein Führungsrohr verläuft, welches den Düsenstock (1) und die Düse (2) unter Belassung eines luftführenden Ring­ spaltes (1′) von ca. 1 mm Weite umgibt.

4. Mischeinrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (α) des am Auslaß (8) konisch verjüngten Gebläseluftführungsrohrs (9) gegenüber dem Winkel (β) des konisch verjüngt eingezogenen Auslasses der Kammer (3) kleiner ist.