DE3800217A1 - Oelbrenner - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Ölbrenner mit einer Ölzerstäubungseinrichtung, die in einem von einem Gebläse gespeisten Luftzuführungskanal angeordnet ist, der durch eine Engstelle mit einer Stauscheibe begrenzt ist, an die sich ein Flammrohr anschließt.

Bei Ölbrennern wird üblicherweise zwischen sogenann­ ten Gelb- oder Blaubrennern unterschieden; für jede Bren­ nerart lassen sich Vor- und Nachteile geltend machen, was zur Bildung von Gelb-/Blau-Brennern geführt hat, mit denen versucht wird, die günstigen Eigenschaften beider Brenner­ arten durch besondere Maßnahmen miteinander zu kombinieren.

Gelbbrenner gelten allgemein hinsichtlich der Schad­ stoffemission als den Blaubrennern unterlegen, die wiederum ihrerseits als störanfällig gelten und hinsichtlich der Flammenüberwachung einen wesentlich höheren Aufwand als Gelbbrenner erfordern. Ein wesentlicher Vorteil der Blau­ brenner liegt darin, daß die Rußbildung praktisch voll­ kommen unterdrückt und die Bildung von Stickoxiden stark vermindert werden kann, indem eine sogenannte innere Rück­ führung von Verbrennungsgasen bewirkt wird. Es ist ferner zur Erzielung eines höheren Wirkungsgrades und in Verbin­ dung damit einer Energieeinsparung bekannt, ein Flammrohr aus keramischem Material zu verwenden, wobei auch innerhalb eines solchen Flammrohrs eine innere Rückführung vorge­ nommen werden kann. Keramische Flammrohre können auch als Endstücke von Flammrohren aus Metall verwendet und auf diese aufgesetzt werden, wobei man, wie bereits vorge­ schlagen worden ist, die Rezirkulationsöffnungen in dem Übergangsbereich zwischen der Engstelle des Luftzuführungs­ rohrs und Flammrohr und zweckmäßigerweise in diesem selbst anordnen kann.

Derartige keramische Flammrohre bzw. Flammrohrend­ stücke erreichen in der Regel extrem hohe Temperaturen, da die Wärmeabgabe gering ist. Durch eine Verminderung der Keramiktemperatur läßt sich der NO _x -Gehalt im Abgas verrin­ gern. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Ölbrenner der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem unter Beibehaltung der gewünschten Eigenschaften von Blau-/Gelb-Brennern und unter Ausnutzung der bei Verwendung von keramischen Flammrohren erzielbaren Vorteile der NO _x -Gehalt im Abgas weiter verringert wird, und zwar vor­ zugsweise ohne den herkömmlichen Aufbau derartiger Ölbren­ ner mit einer Ölzerstäubungseinrichtung in einem von einem Gebläse gespeisten Luftzuführungskanal mit einer Engstelle und einer Stauscheibe und anschließendem Flammrohr grund­ sätzlich ändern zu müssen, so daß gegebenenfalls vorhandene Brenner mit geringem Aufwand nachrüstbar sind.

Eine solche Aufgabe ist bei Ölbrennern der genannten Art in erster Linie dadurch zu lösen, daß das Luftzufüh­ rungsrohr mit Engstelle und Stauscheibe bis in den Brenn­ raum hineinragt und dieser Teil des Luftzuführungsrohrs zu­ mindest im Bereich seines vorderen, also Austrittsendes unter Bildung eines Spaltes von einem keramischen Flammrohr umgeben ist, welches in Luftzuführungsrichtung über das Luftzuführungsrohr hinausragt. Ein solches Flammrohr kann auf dem Luftzuführungsrohr verstellbar angeordnet sein. Man kann insbesondere die Stellung des Flammrohres auf dem Luftzuführungsrohr einstellbar bzw. justierbar ausbilden. Es sollte in der Regel entgegen der Luftzuführungsrichtung gesehen einen gewissen Abstand von der rückwärtigen Wandung des Brennraumes einhalten. Es kann aber gegebenenfalls auch durch diese Wandung nach rückwärts hindurchgeführt sein. In einem solchen Falle empfielt es sich, den Durchlaßquer­ schnitt des rückwärtigen Spaltes änderbar, insbesondere einstellbar bzw. justierbar auszubilden und insbesondere Elemente vorzusehen, die eine Änderung des Durchlaßquer­ schnittes dieses Spaltes gestatten.

Das Keramikrohr kann zylindrisch ausgebildet sein. Es kann auch einen sich zum freien Ende hin verjüngenden Querschnitt aufweisen. Es kann aber auch sich zum freien Ende hin trichterförmig erweiternd ausgebildet sein. Dar­ über hinaus können in dem Keramikrohr, und zwar insbeson­ dere in seinem das Luftzuführungsrohr überragenden Teil, Öffnungen angeordnet sein. Der Spalt zwischen Luftzufüh­ rungsrohr und Flammrohr sollte aufgrund seiner Abmessungen und/oder Ausbildung zur Erzielung einer Gasströmung beitra­ gen, die die Innenwandung des keramischen Flammrohres gegen die unmittelbare Beaufschlagung mit heißen Verbrennungs­ gasen schützt.

Die Erfindung läßt mannigfache Ausführungsmöglich­ keiten zu. In der Zeichnung sind einige Ausführungsformen von Ölbrennern gemäß der Erfindung zum Teil stark schemati­ siert mit den zum Verständnis wesentlichen Teilen als Bei­ spiele dargestellt, und zwar zeigt

Fig. 1 mit den Teilfiguren a) bis d) schematische Schnittzeichnungen von vier, in ihrem grund­ sätzlichen Aufbau weitgehend einheitlichen Ausführungsbeispielen von erfindungsgemäßen Ölbrennern mit Abwandlungsmöglichkeiten,

Fig. 2 eine weitere Ausführungsmöglichkeit in einer der Fig. 1 entsprechenden Darstellung und

Fig. 3 in Ansicht, mit zum Teil weggebrochenen Teilen geschnitten, eine Ausführungsform des Schemas nach Fig. 1a).

Bei den Schemazeichnungen nach Fig. 1 ist in den vier Beispielen der rohrförmige Luftzuführungskanal mit 11, 12, 13 bzw. 14 bezeichnet. Dieser rohrförmige Kanal verjüngt sich aus den bekannten Gründen zum Austrittsende hin, und es sind in diesem Kanal in der Nähe seines Endes eine nicht dargestellte Stauscheibe sowie eine Ölzerstäu­ bungsdüse angeordnet. Über das Ende des Luftzuführungsrohrs ist ein Keramikrohr 15, 16, 17 bzw. 18 geschoben, welches das Flammrohr bildet und dessen Durchmesser so gewählt ist, daß zwischen Luftzuführungsrohr und Keramikrohr ein Ring­ spalt 111, 121, 131 bzw. 141 bleibt. Die Stellung des Keramikrohrs, das mit seinem freien Ende in Austrittsrich­ tung der Gase gesehen über das Luftzuführungsrohr hinaus­ ragt, ist gegenüber dem Luftzuführungsrohr veränderbar und einstellbar. Alle dargestellten Keramikrohre können, falls erforderlich, Öffnungen besitzen, wie sie bei den Rohren 15, 16 und 17 mit 151, 161 und 171 angedeutet sind.

Bei der Ausführungsmöglichkeit nach Fig. 1a) ist das Flammrohr als zylindrisches Keramikrohr 15 ausgebildet, das über seine ganze Länge einen einheitlichen Durchmesser bzw. Querschnitt besitzt. Bei der Ausführungsform nach Fig. 1b) ist ein Flammrohr 16 vorgesehen, welches im wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist und sich zu seinem freien Ende hin im Querschnitt verjüngt. Fig. 1c) zeigt ein zylindri­ sches Flammrohr 17, welches auf einem sich zu seinem Ende hin konisch verjüngenden Luftzuführungsrohr angeordnet ist. Fig. 1d) schließlich zeigt ein keramisches Flammrohr 18, welches sich an seinem freien Ende trichterförmig erwei­ tert. Mit Hilfe der Öffnungen in den Flammrohren lassen sich in Verbindung mit einer axialen Verstellung dieser Rohre gegenüber dem Luftzuführungsrohr die Rückführmengen von Verbrennungsgasen beeinflussen. Hierbei ist durch die axiale Verstellung des Keramikrohrs bei der Ausführungs­ möglichkeit nach Fig. 1c) auch der Durchlaßquerschnitt des Spaltes 131 änderbar und einstellbar.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 entspricht im wesentlichen denjenigen nach Fig. 1a) bis d). Hier ist jedoch das Keramikrohr 22, welches auf das Luftzuführungs­ rohr 21 aufgesetzt ist, nach rückwärts durch die rückwär­ tige Wand 29 des Brennraumes hindurchgeführt. Die Rezirku­ lationsöffnungen 23, 24 ermöglichen eine Rückführung von Verbrennungsgasen aus dem Brennraum in den Spalt 221 zwischen Luftzuführungsrohr 21 und Flammrohr 22 bzw. in den Mündungsbereich des Luftzuführungsrohrs 21. Durch den rück­ wärtigen Ringspalt 27 ist eine Beimischung von Zusatzluft oder dergleichen möglich, die in ihrer Menge dosierbar ist, indem beispielsweise ein axial auf dem Luftzuführungsrohr verstellbarer konischer Ring 26 mehr oder weniger tief in den Spalt 27 hineingeschoben wird. Im Extremfall, d.h. bei völlig abgedecktem Spalt 27, wird eine der Fig. 1a) ent­ sprechende Wirkungsweise erzielt.

In Fig. 3 ist eine konkrete Ausführungsform eines Ölbrenners nach der Schemazeichnung 1 a) dargestellt. Das Luftzuführungsrohr ist mit 31 bezeichnet. Es besitzt an seinem Austrittsende eine Einschnürung 311, in deren Bereich eine nicht dargestellte Stauscheibe und die eben­ falls nicht dargestellte Ölzerstäubungsdüse angeordnet sind. Über das Luftzuführungsrohr 31 ist ein zylindrisches Keramikrohr 32 als Flammrohr geschoben, welches durch Abstandshalter 312 des Luftzuführungsrohrs 31, die um dessen Umfang in Abständen verteilt angeordnet sind, geführt und zentriert wird. Zur Sicherung der Stellung des keramischen Flammrohrs 32 auf dem Luftzuführungsrohr 31 sind nicht dargestellte Arretierungselemente, wie beispiels­ weise Stellschrauben oder dergleichen, vorgesehen. Das Flammrohr 32 bildet mit dem Luftzuführungsrohr 31 einen ringförmigen Spalt 33, durch den die Rezirkulationsgase, die am in der Zeichnung unteren, d.h. in Strömungsrichtung gesehen rückwärtigen Ende des Rohres 32 in den Spalt 33 eintreten, in eine gerichtete Strömung entlang der Innen­ wandung des Rohres 32 gebracht werden. Da die Rezirkula­ tionsgase kühler als die Verbrennungsgase im vorderen Teil des Flammrohrs sind, wird dessen Aufheizung im vorderen Teil verringert. Durch Öffnungen 321, die rund um den Umfang des Flammrohrs 32 in Abständen verteilt angeordnet sein können und die sich etwa auf der Höhe der Austritts­ öffnung der Verbrennungsgase befinden, wird die Rezirkula­ tion unterstützt.

Claims (12)

1. Ölbrenner mit einer Ölzersträubungseinrichtung, die in einem von einem Gebläse gespeisten Luftzuführungs­ kanal angeordnet ist, der durch eine Engstelle mit einer Stauscheibe begrenzt ist, an die sich ein Flammrohr an­ schließt, dadurch gekennzeichnet, daß Luftzuführungsrohr mit Engstelle und Stauscheibe in den Brennraum hineinragen und dieser Teil des Luftzuführungsrohrs zumindest im Be­ reich seines vorderen Endes auf einem Teil seiner Länge unter Bildung eines Spaltes von einem keramischen Flammrohr umgeben ist, welches in Luftzuführungsrichtung über das Luftzuführungsrohr hinausragt.

2. Ölbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Flammrohr auf dem Luftzuführungsrohr ver­ stellbar angeordnet ist.

3. Ölbrenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Stellung des Flammrohrs auf dem Luftzu­ führungsrohr einstellbar bzw. justierbar ist.

4. Ölbrenner nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Flammrohr mit seinem in Luftzufüh­ rungsrichtung gesehen rückwärtigen Ende einen gewissen Ab­ stand von der rückwärtigen Wandung des Brennraumes einhält.

5. Ölbrenner nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Flammrohr mit seinem rückwärtigen Ende durch die Wandung des Brennraumes hindurchgeführt ist.

6. Ölbrenner nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß der Durchlaßquerschnitt des rückwärtigen Spalts änderbar, insbesondere einstellbar bzw. justierbar ist.

7. Ölbrenner nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch Elemente, die eine Änderung des Durchlaßquerschnitts des rückwärtigen Spaltes vorzunehmen gestatten.

8. Ölbrenner nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das keramische Flamm­ rohr zylindrisch ausgebildet ist und einen über seine gesamte Länge gleichen Querschnitt besitzt.

9. Ölbrenner nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das keramische Flamm­ rohr zumindest im Bereich seines freien Endes einen sich verjüngenden Querschnitt besitzt.

10. Ölbrenner nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das keramische Flamm­ rohr zumindest im Bereich seines freien Endes einen sich trichterförmig erweiternden Querschnitt besitzt.

11. Ölbrenner nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Flammrohr, insbesondere in seinem das Luftzuführungsrohr überragenden Teil, Öffnungen angeordnet sind.

12. Ölbrenner nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt zwischen Luftzuführungsrohr und Flammrohr aufgrund seiner Formgebung und/oder Abmessungen zur Erzielung einer Gasströmung bei­ trägt, die die Innenwandung des keramischen Flammrohrs gegen die unmittelbare Beaufschlagung mit heißen Verbren­ nungsgasen schützt.