DE3430010C2 - - Google Patents

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DE3430010C2
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Winfried Prof. Dr.-Ing. 7106 Neuenstadt De Buschulte
Erich 7100 Heilbronn De Adis
Manfred 7106 Neuenstadt De Bader
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Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
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Deutsche Forschungs und Versuchsanstalt fuer Luft und Raumfahrt eV DFVLR
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D11/00Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
    • F23D11/36Details, e.g. burner cooling means, noise reduction means
    • F23D11/40Mixing tubes or chambers; Burner heads

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Gas Burners (AREA)
  • Pre-Mixing And Non-Premixing Gas Burner (AREA)
  • Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)
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  • Heterocyclic Carbon Compounds Containing A Hetero Ring Having Nitrogen And Oxygen As The Only Ring Hetero Atoms (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Feeding And Controlling Fuel (AREA)
  • Spray-Type Burners (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft einen Brenner für gasförmigen oder flüssigen Brennstoff mit den im Oberbegriff des Patentan­ spruches 1 angegebenen Merkmalen.
Ein derartiger Brenner ist beispielsweise in der deutschen Offenlegungsschrift 29 18 416 beschrieben.
Bei diesem Brenner wird dem zentral über eine Düse zugeführ­ ten Brennstoff Verbrennungsluft über Öffnungen zugeführt, die in einer zur Düse konzentrischen Blende angeordnet sind. In bezug auf die Düse die Blende derart anzuordnen, daß sie deren Auslaß umgibt, wird als naheliegend angesehen. Die Verbrennungsluft und der Brennstoff werden stromabwärts der Düse in einem Mischraum vermischt, der bei dem bekannten Brenner in einem Mischrohr angeordnet ist. Im Bereich des stromabwärts gelegenen Mischrohrendes bildet sich im Betrieb eine Flammenfront aus, von der heiße Gase außerhalb des Mischrohres zu einer Rezirkulationsöffnung am stromaufwärts gelegenen Ende des Mischrohres zurückströmen.
Es hat sich herausgestellt, daß bei einem solchen Brenner­ aufbau zwar eine ausgezeichnete Verbrennung des Brennstof­ fes erreicht werden kann, daß aber die Geräuschentwicklung eines solchen Brenners noch relativ hoch ist.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen gattungsgemäßen Brenner so auszugestalten, daß die Geräuscherzeugung beim Brennvor­ gang herabgesetzt wird.
Diese Aufgabe wird bei einem Brenner der eingangs beschrie­ benen Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merk­ male des Patentanspruches 1 gelöst.
Die beiden zur Herabsetzung der Geräuschbildung angegebe­ nen Maßnahmen, nämlich der erhöhte Abstand der Öffnungen voneinander sowie das Vorsehen von Luftführungskanälen einerseits und die Verengung des Mischrohres in Strömungs­ richtung andererseits, wirken besonders vorteilhaft in ihrer Kombination, jedoch führt auch jede der beiden beschriebenen Maßnahmen für sich allein bereits zu einer erheblichen Her­ absetzung der Geräuschbildung. Diese Merkmale können daher kumulativ oder alternativ Verwendung finden.
Während man bei der bekannten Anordnung die die Düse um­ gebenden Öffnungen in der Blende so angeordnet hatte, daß die Ränder benachbarter Öffnungen dicht beieinander liegen, um eine möglichst große Durchtrittsfläche für die Verbren­ nungsluft zu erreichen, hat es sich herausgestellt, daß ei­ ne Vergrößerung dieses Abstandes zu einer Herabsetzung der Geräuschbildung führt. Dementsprechend sollte der Abstand benachbarter Öffnungen in Umfangsrichtung ihres Teilkreises mindestens 50% des Öffnungsdurchmessers betragen. Eine sol­ che Vergrößerung des Abstandes der Verbrennungsluftöffnungen voneinander führt zu einer Herabsetzung der Geräuschbildung von einigen dB(A).
Ein den Öffnungen vorgeschalteter Luftführungskanal richtet die Verbrennungsluft vor dem Durchtritt durch die Öffnungen und vor dem Eintritt in den Mischraum, so daß eine weniger gestörte Strömung erreicht werden kann. Es wird dadurch vermieden, daß Turbulenzen in den Mischraum getragen werden, die sich sonst auch in der Flamme und in der Rezirkulations­ strömung fortsetzen und zu erhöhten Verbrennungsgeräuschen führen würden.
Luftführungskanäle sind in gattungsfremden Brennersteinen bereits bekannt, sie dienen dort jedoch hauptsächlich bei Kühlung der Brennraumwand der Konzentrierung des Verbren­ nungsvorganges in der Mitte des Brennraumes (DE-PS 14 01 849).
Die Verengung des Mischrohres in Strömungsrichtung kann beispielsweise konisch oder stufenförmig sein.
Als besonders vorteilhaft hat sich eine Anordnung herausge­ stellt bei der die Längsachsen der Öffnungen gegenüber der Düsenlängsachse in Strömungsrichtung konvergierend geneigt sind, vorzugsweise mit einem Neigungswinkel zwischen 3° und 6°. Dies kann durch entsprechende Anordnung der Öffnungen in der Blende selbst erreicht werden oder durch eine Verfor­ mung der Blende in der Weise, daß die Längsachsen der Öff­ nungen gegenüber der Düsenlängsachse geneigt sind.
Bei einer besonders einfachen Ausführungsform ist vorgese­ hen, daß der Luftführungskanal von einem die Düse in konzen­ trischem Abstand umgebenden Rohrstück gebildet ist. Somit ist allen Öffnungen ein gemeinsamer Luftzuführungskanal zugeordnet, der durch den Ringspalt zwischen der Innenwand des Rohrstückes und der Düse gebildet wird.
Das Rohrstück kann sich in Strömungsrichtung konisch ver­ engen. Dadurch erzielt man zusätzlich eine Turbulenzen in der Luftströmung herabsetzende Wirkung, die insbesondere in Kombination mit einer Öffnung mit geneigter Längsachse besonders vorteilhaft ist.
Die geräuschmindernde Wirkung des Rohrstückes ist dann be­ sonders günstig, wenn seine Länge zwischen 10 und 120% sei­ nes Innendurchmessers im Übergangsbereich zu den Öffnungen beträgt; vorzugsweise liegt diese Länge zwischen 20 und 70% des Innendurchmessers, und ganz besonders günstig ist es, wenn diese Länge zwischen 30 und 50% des Innendurchmessers des Rohrstückes beträgt.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist jeder Öffnung ein eigener Luftführungskanal zugeordnet, der stoßfrei in die Öffnung übergeht. Auch hier kann vorgesehen sein, daß sich die Luftführungskanäle in Strömungsrichtung konisch verengen.
Ein Sonderfall eines solchen sich konisch verengenden Luft­ führungskanals ist dann gegeben, wenn die Luftführungs­ kanäle durch in die Blende eingearbeitete Anfasungen der Öffnungen gebildet sind. Allein die Anfasung der Öffnungen in einer Mehrlochblende führt überraschenderweise bereits zu einer erheblichen Herabsetzung der Geräuschbildung, da auch in diesem Falle die Verbrennungsluft störungsfreier in den Mischraum gelangt.
Die Luftführungskanäle können auf einer die Düse konzen­ trisch umgebenden Zylinderfläche angeordnet sein, bei einer abgewandelten Ausführungsform sind sie auf einer die Düse konzentrisch umgebenden in Strömungsrichtung konvergie­ renden Kegelmantelfläche angeordnet. Es ist dabei günstig, wenn die Längsachse der Kanäle gegenüber der Düsenlängsachse zwischen 3° und 6° geneigt ist, da dann im Innern des Misch­ rohres eine optimale Vermischung stattfindet, ohne daß dabei die unerwünschten Turbulenzen auftreten.
Die Luftführungskanäle können in einen die Düse konzen­ trisch umgebenden, gemeinsamen Führungskörper eingearbeitet sein.
Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Länge dieser Luftführungskanäle dem 0,5- bis 4fachen Radialabstand der Öffnungen von der Düsenlängsachse entspricht, vorzugs­ weise dem 2- bis 3fachen Radialabstand dieser Öffnungen von der Düsenlängsachse.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorge­ sehen, daß in der Blende ein die Düse konzentrisch umgebender, dieser unmittelbar benachbarter ringförmiger Durchlaß ange­ ordnet ist, der mit einem Ringraum in einem die Düse umge­ benden Führungskörper in Verbindung steht und daß in dem Führungskörper Kanäle angeordnet sind, die den Ringraum mit der Vorkammer verbinden. Durch diesen die Durchtrittsöffnung der Düse in der Blende unmittelbar umgebenden Durchlaß kann zusätzlich sehr nahe an der Düsenlängsachse Verbrennungs­ luft in den Mischraum einströmen, wobei auch diese Verbren­ nungsluft aufgrund der Zuführung über spezielle Kanäle im wesentlichen laminar in den Mischraum einströmt.
Die Öffnungen in der Blende können einen Querschnitt in Form von Kreisringstücken haben, es ist jedoch auch die Verwendung anderer Querschnitte möglich. Die einander be­ nachbarten Öffnungen können dabei auf einem gemeinsamen Kreis um die Düsenlängsachse liegen, sie können jedoch auch in radialer Richtung gegeneinander versetzt sein, so daß beispielsweise auf zwei konzentrisch zueinander angeordneten Teilkreisen Öffnungen angeordnet sind, die gegeneinander versetzt sind.
Es ist vorteilhaft, wenn das Milchrohr eine Länge hat, die bis zum 3fachen Innendurchmesser des Mischrohreinlasses reicht. Diese Länge des Mischrohres ist etwas größer als die normalerweise benutzte Mischrohrlänge. Es hat sich her­ ausgestellt, daß durch diese Verlängerung des Mischrohres eine zusätzliche Geräuschminderung eintritt.
Günstig ist es, wenn der Abstand der Ränder benachbarter Öffnungen mehr als 50% des Öffnungsdurchmessers beträgt, insbesondere mehr als 100%. Je größer das Verhältnis die­ ses Abstandes zum Öffnungsdurchmesser ist, desto stärker kann die Geräuschbildung herabgesetzt werden.
Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsfor­ men der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigt
Fig. 1 eine Längsschnittansicht eines ersten Aus­ führungsbeispiels eines Brenners;
Fig. 2 eine Schnittansicht längs Linie 2-2 in Fig. 1;
Fig. 3 eine Ansicht ähnlich Fig. 1 eines weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiels eines Bren­ ners;
Fig. 4 eine Schnittansicht längs Linie 4-4 in Fig. 3;
Fig. 5 eine Ansicht ähnlich Fig. 1 eines weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiels eines Brenners;
Fig. 6 eine Schnittansicht längs Linie 6-6 in Fig. 5 und
Fig. 7 eine Ansicht ähnlich Fig. 1 eines weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiels eines Brenners.
Die Erfindung bezieht sich auf Brenner für flüssige oder gasförmige Brennstoffe und wird nachfolgend am Beispiel eines sogenannten Blaubrenners erörtert, also eines Brenners, bei dem Öl mit blauer Flamme vollständig verbrannt wird. Die Erfindung ist aber nicht auf solche Blaubrenner beschränkt, beispielsweise läßt sich die erwünschte Geräuschminderung mit den beschriebenen konstruktiven Maßnahmen auch bei Gelbbrennern erzielen.
Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Brenner umfaßt ein zylindrisches Brennergehäuse 1, das durch eine im folgen­ den als Blende 2 bezeichnete Wand in eine stromaufwärts gelegene Vorkammer 3 und in eine stromabwärts gelegene Brennkammer 4 unterteilt wird. Die Blende 2 weist einen zentralen Durchlaß 5 auf, in den eine Düse 6 eingesetzt ist, die mit einer Brennstoffzufuhrleitung 7 verbunden ist. Die Längsachse der Düse 6 fällt mit der Längsachse des Brenner­ gehäuses zusammen.
Stromabwärts der Blende 2 schließt sich an diese ein zylin­ drisches Mischrohr 8 an, welches über Umfangsschlitze 9 unmittelbar anschließend an die Blende 2 eine Verbindung zwischen seinem den Mischraum bildenden Innenraum 10 und einem als Rezirkulationsraum dienenden Ringraum 11 bildet, der das Mischrohr 8 konzentrisch umgibt.
Eine Zündeinrichtung 12 ist von der Vorkammer durch die Blende 2 hindurchgeführt und endet am auslaßseitigen Ende des Mischrohres 8, so daß in diesem Bereich eine Zündung erfolgen kann.
In ähnlicher Weise ist eine Meßsonde 13 von der Vorkammer durch die Blende 2 hindurch in die Brennkammer 4 einge­ führt.
Auf einem den zentralen Durchlaß 5 in der Blende 2 konzen­ trisch umgebenden Kreis ist eine Anzahl von Öffnungen 14 mit jeweils kreisförmigem Querschnitt angeordnet, die eine Verbindung zwischen der Vorkammer 3 und dem vom Mischrohr 8 umgebenen Innenraum 10 in der Brennkammer 4 herstellen. Die Düse 6 wird im Abstand von einem zylindrischen Rohrstück 15 umgeben, welches bis an die Blende 2 heranreicht. Der Innendurchmesser dieses Rohrstückes 15 ist so gewählt, daß die Innenwand des Rohrstückes 15 im Bereich der außen­ liegenden Kanten der Öffnungen 14 stoßfrei in die Öff­ nungen 14 übergeht, wie dies aus Fig. 2 deutlich wird. Dort ist auch ersichtlich, daß der Radius des Kreises, auf dem die Öffnungen 14 liegen, zwischen dem Außenradius der Düse 6 und dem Radius der Innenwand des Rohrstückes 15 liegt, so daß die Öffnungen 14 mit dem innen liegenden Bereich ihrer Kante die Umhüllende der Düse 6 berühren, mit dem außen liegenden Bereich die Innenwand des Rohrstückes 15.
Die Anzahl der Öffnungen 14 längs des die Düse umgebenden Kreises ist so gewählt, daß zwischen den Öffnungen Stege 16 stehenbleiben, deren Breite mehr als 50% des Durchmessers der Öffnungen 14 beträgt. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Innendurchmesser des Rohrstückes 15 geringfügig kleiner ist als der Innendurchmesser des Mischrohres 8. Dadurch läßt sich bei einer vorgegebenen Querschnittsfläche der Öffnungen 14 ein maximaler Abstand benachbarter Öffnungen in Umfangsrichtung erzielen, wobei dieser maximale Abstand zu einer bestmöglichen Geräuschminderung führt. Vergrößert man den Innendurchmesser des Rohrstückes über den Innen­ durchmesser des Mischrohres hinaus, ergibt sich trotz der noch größeren Abstände zwischen benachbarten Bohrungen wie­ der ein Geräuschanstieg.
Im Betrieb strömt durch die Düse 6 Brennstoff, beispiels­ weise Gas oder Öl, in den Innenraum 10. Die Düse kann bei der Verwendung von Öl als Zerstäuberdüse ausgebildet sein. Durch die Öffnungen 14 wird Verbrennungsluft in den Innenraum 10 des Mischrohres 8 eingeleitet, so daß sich Brennstoff und Verbrennungsluft in dem Innenraum 10 innig vermischen. Im Bereich des auslaßseitigen Endes des Mischrohres 8 wird dieses Gemisch entzündet und brennt in einer Flammenfront, die entsprechend der jeweiligen Strömungsgeschwindigkeit etwa im Bereich des auslaßseitigen Endes des Mischrohres lokalisiert ist.
Durch das Rohrstück 15 wird die Verbrennungsluft durch einen die Düse 6 umgebenden Ringkanal 17 hindurchgeführt, ehe die Verbrennungsluft durch die Öffnungen 14 in den Innenraum 10 des Mischrohres 8 eintreten kann. Bei dieser Führung durch den Ringkanal 17 wird die Luftströmung beruhigt, so daß die Luft weitgehend turbulenzfrei durch die Öffnungen 14 hindurchtritt. Dies führt dazu, daß auch im Mischrohr 8 und im Verbrennungsbereich die Turbulenzen gegenüber einer Konstruktion herabgesetzt werden, bei der die Luft ohne einen den Öffnungen 14 vorgeschalteten Führungskanal unmit­ telbar von der Vorkammer in das Mischrohr 8 eintritt. Auf­ grund der geringeren Turbulenzen ergibt sich eine deutli­ che Geräuschminderung beim Brennvorgang selbst.
Das Rohrstück 15 ist in dem in Fig. 1 dargestellten Aus­ führungsbeispiel zylindrisch ausgebildet (ausgezogene Li­ nien). Bei einem abgewandelten Ausführungsbeispiel hat das Rohrstück 15 die Gestalt eines Kegelstumpfes, und eine parallele Innenwand des Rohrstückes 7 bildet mit diesem ei­ nen längs eines Kegelstumpfmantels verlaufenden Ringspalt 17. Eine solche Anordnung ist in Fig. 1 mit strichpunktierten Linien eingezeichnet. Diese Anordnung trägt zusätzlich zu einer Beruhigung der Luftströmung bei.
In den Fig. 3 und 4 ist ein ähnlich aufgebauter Brenner dargestellt, einander entsprechende Teile tragen dieselben Bezugszeichen.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Mischrohr 8 kegel­ stumpfförmig ausgebildet, wobei das einlaßseitige Ende ei­ nen Außendurchmesser aufweist, der wesentlich größer ist als der Durchmesser des Kreises, auf dem die Öffnungen 14 angeordnet sind. Es hat sich herausgestellt, daß diese konische Verengung des Mischrohres zu einer zusätzlichen Herabsetzung der Geräuschentwicklung beim Brennvorgang führt.
Bei dem in Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiel fehlt ein dem Rohrstück 15 vergleichbarer Luftführungskanal. Statt dessen sind die Öffnungen 14 auf ihrer der Vorkammer 4 zugewandten Seite angefast. Diese Anfasungen, die unmit­ telbar in die Blende 2 eingearbeitet sind, bilden ebenfalls Luftführungskanäle, die zu einer wesentlichen Beruhigung der in das Milchrohr einströmenden Verbrennungsluft und damit zu einer Geräuschherabsetzung führen. Diese Anfasungen sind bereits für sich allein bei der Geräuschminderung wirk­ sam, besonders vorteilhaft läßt sich deren Wirkung jedoch kombinieren mit anderen vorgeschalteten Luftführungskanälen, beispielsweise mit dem Rohrstück 15 des Ausführungsbeispiels der Fig. 1 und 2.
Bei dem in den Fig. 5 und 6 dargestellten Brenner, bei dem wieder entsprechende Teile dieselben Bezugszeichen tra­ gen, wird die Düse 6 von einem Führungskörper 18 umgeben, in den achsparallele Luftführungskanäle 19 eingearbeitet sind, und zwar derart, daß jeder Öffnung 14 ein eigener Lüftfüh­ rungskanal 19 zugeordnet ist. Dabei treten die Luftführungs­ kanäle 19 stoßfrei in die jeweilige Öffnung 14 ein.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel haben die Luftfüh­ rungskanäle 19 über ihre gesamte Länge denselben Querschnitt, es kann jedoch vorgesehen werden, daß sich die Luftführungs­ kanäle 19 in Strömungsrichtung verengen.
Die Luftführungskanäle 19 können in dem Führungskörper, wie in Fig. 4 in ausgezogenen Linien dargestellt, achsparallel verlaufen, sie können aber auch auf einem Kegelmantel ange­ ordnet sein, wie dies in Fig. 4 strichpunktiert angegeben ist. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Neigung der Luftfüh­ rungskanäle 19 gegenüber der Düsenlängsachse zwischen 3° und 6° liegt. Es hat sich herausgestellt, daß bei einer sol­ chen Anordnung eine optimale Geräuschminderung erreichbar ist. Auch in diesem Falle können die Luftführungskanäle selbst sich in Strömungsrichtung noch verengen. Wichtig ist in diesem Zusammenhang, daß in allen Fällen die Luftfüh­ rungskanäle 19 stoßfrei in die Öffnungen 14 übergehen, so daß in diesem Übergangsbereich keine Turbulenzen auftreten können.
Das Mischrohr 8 ist bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel gegenüber den Ausführungsbeispielen der Fig. 1 bis 4 verlängert, so daß die Länge etwa bis zu dreimal so groß ist wie der Innendurchmesser des Mischrohreinlasses. Auch diese Verlängerung des Mischrohres trägt zu einer zu­ sätzlichen Herabsetzung der Geräuschentwicklung bei. Um in diesem Falle des verlängerten Mischrohres eine Zündung in einem der Blende 2 nahen Bereich zu ermöglichen, weist das Mischrohr in diesem Ausführungsbeispiel Mantelöffnungen 20 auf, durch welche die Zündeinrichtung 12 in den Innenraum 10 des Mischrohres 8 ragt. Diese Mantelöffnungen 20 befinden sich zwischen dem stromaufwärts gelegenen und dem stromab­ wärts gelegenen Ende des Mischrohres.
In Fig. 7 ist ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbei­ spiel eines Brenners dargestellt, bei dem wiederum entspre­ chende Teile mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist in den Führungskörper 18 ein die Düse 6 im Bereich des Durchlasses 5 umgebender Ring­ raum 21 eingearbeitet, der sich in einen den Durchlaß 5 um­ gebenden ringförmigen Durchlaß 22 öffnet. Der Durchlaß 22 kann durch den Durchlaß 5 selbst gebildet sein, der dann einen Durchmesser aufweist, der etwas größer ist als der Durchmesser der Düse 6 in diesem Bereich.
Der Ringraum 21 steht über im wesentlichen radial im Füh­ rungskörper 18 verlaufende Kanäle 23 mit der Vorkammer 3 in Verbindung, so daß Verbrennungsluft nicht nur über die Luftführungskanäle 19 und die Öffnungen 14 in den Innenraum eintreten kann, sondern zusätzlich auch über die Kanäle 23, den Ringraum 21 und den Durchlaß 22. Da diese Verbrennungs­ luft in unmittelbarer Nachbarschaft des in den Innenraum eintretenden Brennstoffes eintritt, kann hier eine besonders wirksame Vermischung stattfinden, wobei die Einführung von Turbulenzen in den Innenraum durch die Verbrennungsluft weitgehend vermieden wird. Auch diese Maßnahme dient der Herabsetzung der Geräuschentwicklung.
Das Mischrohr 8 ist ebenso wie im Ausführungsbeispiel der Fig. 5 verlängert und weist Mantelöffnungen 20 auf. Zusätz­ lich weist der stromaufwärts der Mantelöffnung 20 gelegene Teil 24 des Mischrohres einen größeren Durchmesser auf als der stromabwärts der Mantelöffnung 20 gelegene Teil 25. Dabei ist der Durchmesser des Teils 24 erheblich größer als der Durchmesser des Kreises, auf dem die Öffnungen 14 liegen. Bei dieser Ausführung sind somit die Maßnahmen der Ausführungsbeispiele der Fig. 3 und 5, also die Verengung des Mischrohres in Strömungsrichtung und die Verlängerung des Mischrohres miteinander kombiniert.
Bei allen dargestellten Ausführungsbeispielen verlaufen die Achsen der Öffnungen 14 parallel zur Längsachse der Düse. Es ist jedoch möglich, diese Öffnungen so in der Blende anzuordnen, daß ihre Längsachsen gegenüber der Längsachse der Düse in Strömungsrichtung konvergierend geneigt sind, beispielsweise mit einem Neigungswinkel zwischen 3° und 6°. Diese Neigung kann durch entspre­ chende Einarbeitung der Öffnungen in die Blende erzeugt werden oder durch eine Verformung der Blende im Bereich der Öffnungen 14. Es hat sich dabei herausgestellt, daß durch diese geringfügige Neigung der Öffnungslängsachse und damit durch die in Richtung auf die Düsenlängsachse geneigte Strömungsrichtung der einströmenden Verbren­ nungsluft bei gleichzeitiger Verbesserung der Durchmi­ schung sich eine zusätzliche Herabsetzung der Geräusch­ entwicklung ergibt.
Bei Verwendung der beschriebenen Konstruktionsmerkmale läßt sich die Verbrennungsluft weitgehend turbulenzfrei in den Mischraum einleiten, so daß dadurch eine erheb­ liche Reduzierung der Geräuschbildung erreicht werden kann. Der Gesamtschallpegel läßt sich beispielsweise um 8 bis 10 dB(A) des Absolutwertes senken, wenn man die Geräuschbildung mit der eines Brenners vergleicht, bei dem die Verbrennungsluft ohne geeignete Schutzmaßnahmen unmit­ telbar durch die Öffnungen in der Blende in den Mischraum eintritt.

Claims (23)

1. Brenner für gasförmigen oder flüssigen Brennstoff zur Heißgaserzeugung mit einer Düse, aus der ein Brennstoff­ strahl in ein Mischrohr eintritt, mit einer den Auslaß der Düse umgebenden Blende, die ein Brennergehäuse in eine stromaufwärts gelegene, die Düse aufnehmende Vor­ kammer und eine stromabwärts gelegene, das Mischrohr aufnehmende Brennkammer unterteilt, mit einem zentralen Durchlaß in der Blende für den Durchtritt des aus der Düse austretenden Brennstoffstrahles und mit einer An­ zahl von den Durchlaß umgebenden Öffnungen in der Blen­ de, durch welche Verbrennungsluft aus der Vorkammer in das Mischrohr eintritt, wobei sich die Öffnungen inner­ halb einer Fläche befinden, die sich aus der Projektion der lichten Mischrohrquerschnittsfläche in dessen Einlaßbereich auf die Blende ergibt, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Ränder benachbarter Öffnungen (14) mindestens 50% des Öffnungsdurchmessers beträgt und daß den Öff­ nungen (14) in der Blende (2) in Strömungsrichtung mindestens ein Luftführungskanal (17; 19) vorgelagert ist, der zumindest im Bereich der radial außen liegenden Kanten der Öffnungen (14) stoßfrei in die Öffnungen (14) übergeht, und/oder daß sich das Mischrohr (8) in Strö­ mungsrichtung verengt.
2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachsen der Öffnungen (14) gegenüber der Düsen­ längsachse in Strömungsrichtung konvergierend geneigt sind.
3. Brenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel zwischen 3° und 6° liegt.
4. Brenner nach einem der voranstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Luftführungskanal (17) von einem die Düse (6) konzentrisch im Abstand umge­ benden Rohrstück (15) gebildet ist (Fig. 1).
5. Brenner nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Rohrstück (15) in Strömungsrichtung konisch verengt.
6. Brenner nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Rohrstückes (15) zwi­ schen 10 und 120% seines Innendurchmessers im Über­ gangsbereich zu den Öffnungen ( 14) beträgt.
7. Brenner nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Rohrstücks (15) zwischen 20 und 70% seines Innendurchmessers im Übergangsbereich zu den Öffnungen (14) beträgt.
8. Brenner nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Rohrstücks (15) zwischen 30 und 50% seines Innendurchmessers im Übergangsbereich zu den Öffnungen (14) beträgt.
9. Brenner nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Öffnung (14) ein eigener Luftführungskanal (19) zugeordnet ist, der stoßfrei in die Öffnung (14) übergeht (Fig. 5).
10. Brenner nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Luftführungskanäle (19) in Strömungsrichtung konisch verengen.
11. Brenner nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftführungskanäle in der Blende (2) eingearbeitete Anfasungen der Öffnungen (14) sind (Fig. 3).
12. Brenner nach Anspruch 9, 10 oder 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Luftführungskanäle (19) auf einer die Düse (6) konzentrisch umgebenden Zylinderfläche angeordnet sind.
13. Brenner nach einem der Ansprüche 9, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftführungskanäle (19) auf einer die Düse (6) konzentrisch umgebenden, in Strömungs­ richtung konvergierenden Kegelmantelfläche angeordnet sind.
14. Brenner nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse der Luftführungskanäle (19) gegenüber der Düsenlängsachse zwischen 3° und 6° geneigt ist.
15. Brenner nach einem der Ansprüche 9, 10 oder 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftführungskanäle (19) in einen die Düse (6) konzentrisch umgebenden, gemein­ samen Führungskörper (18) eingebettet sind (Fig. 5).
16. Brenner nach einem der Ansprüche 9, 10 oder 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Luftführungs­ kanäle (19) dem 0,5- bis 4fachen Radialabstand der Öff­ nungen (14) von der Düsenlängsachse entspricht.
17. Brenner nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Luftführungskanäle (19) dem 2- bis 3­ fachen Radialabstand der Öffnungen (14) von der Düsen­ längsachse entspricht.
18. Brenner nach einem der voranstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß in der Blende (2) ein die Düse (6) konzentrisch umgebender, dieser unmittelbar benachbarter ringförmiger Durchlaß (22) angeordnet ist, der mit einem Ringraum (21) in einem die Düse (6) um­ gebenden Führungskörper (18) in Verbindung steht, und daß in dem Führungskörper (18) Kanäle (23) angeordnet sind, die den Ringraum (21) mit der Vorkammer (3) ver­ binden (Fig. 7).
19. Brenner nach einem der voranstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (14) die Form von Kreisringstücken haben.
20. Brenner nach einem der voranstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß sich das Mischrohr (8) in Strömungsrichtung stufenförmig verengt.
21. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Mischrohr (8) in Strö­ mungsrichtung konisch verengt.
22. Brenner nach einem der voranstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das Mischrohr (8) eine Länge hat, die bis zum dreifachen Innendurchmesser des Misch­ rohreinlasses reicht.
23. Brenner nach einem der voranstehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Abstand der Ränder be­ nachbarter Öffnungen (14) mehr als 50%, insbesondere mehr als 100% des Öffnungsdurchmessers beträgt.
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