DE3838635A1 - Zuendeinrichtung fuer einen brenner - Google Patents
Zuendeinrichtung fuer einen brennerInfo
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- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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- F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
- F23D14/20—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone
- F23D14/22—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone with separate air and gas feed ducts, e.g. with ducts running parallel or crossing each other
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Description
Die Erfindung betrifft eine Zündeinrichtung für einen Brenner
mit einem Flammenhalter zur Bildung einer Flammenfront, einer
zum Flammenhalter führenden Brennstofflanze, einer im Bereich
der Flammenfront angeordneten Zündelektrode, einem elektrisch
leitfähigen Teil des Brenners, das der Zündelektrode zur Bil
dung eines Zündfunkens zugeordnet ist, wobei das elektrisch
leitfähige Teil des Brenners und die Zündelektrode gegeneinan
der elektrisch isoliert sind, und mit einer Stromquelle, die
zum Aufbau einer Zündspannung mit der Zündelektrode und dem
elektrisch leitfähigen Teil des Brenners in Verbindung steht.
Derartige Zündeinrichtungen kommen bei praktisch sämtlichen
Industriebrennern zum Einsatz. Da die Zündelektrode nahe der
Flammenfront angeordnet sein muß, stellt sie ein thermisch
hoch belastetes Bauteil dar, welches entsprechend verschleiß
behaftet und wartungsintensiv ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Zündeinrichtung
der eingangs genannten Art verschleißfester und dementspre
chend weniger wartungsintensiv auszubilden.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Zündeinrichtung nach der
Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß mindestens der vordere
Abschnitt der Brennstofflanze aus elektrisch leitfähigem Mate
rial besteht, gegen den elektrisch leitfähigen Teil des Bren
ners isoliert ist und als Zündelektrode mit der Stromquelle in
Verbindung steht.
Zumindest der vordere Abschnitt der Brennstofflanze ist natur
gemäß thermisch hochfest ausgebildet. Wenn dieses Bauteil nun
erfindungsgemäß die Funktion der Zündelektrode übernimmt, so
verleiht es letzterer ebenfalls thermisch hochfeste Eigen
schaften. Die Zündelektrode wird also in das ohnehin vorhande
ne, thermisch belastbare Bauteil integriert. Sie wird damit
praktisch verschleißfrei.
Ein wesentlicher zusätzlicher Vorteil der Erfindung besteht
darin, daß die Anzahl der den Brenner bildenden Bauteile abge
senkt wird. Die gesamte Konstruktion vereinfacht sich dadurch
erheblich.
Die Brennstofflanze kann aus hitzebeständigem Metall herge
stellt sein. Vorteilhafter ist es hingegen, daß mindestens der
vordere Abschnitt der Brennstofflanze aus keramischem Material
besteht. Damit läßt sich die Erfindung auch auf Hochtempera
turbrenner anwenden. Als elektrisch leitfähiges keramisches
Material hat sich vor allen Dingen SiC in der Praxis bewährt.
Die Gestaltung der Brennstofflanze kann beliebig sein, solange
das Überspringen eines Funkens im Bereich der Flammenfront
gewährleistet ist. Zuverlässige Verhältnisse ergeben sich
erfindungsgemäß dadurch, daß der vordere Abschnitt der Brenn
stofflanze und/oder das elektrisch leitfähige Teil des Bren
ners einen Vorsprung zur örtlichen Definition des Zündfunkens
trägt.
Nach einem ganz besonders vorteilhaften Merkmal der Erfindung
ist die Zündeinrichtung dadurch gekennzeichnet, daß der Flam
menhalter einen rohrförmigen Abschnitt mit einer Durchtritts
öffnung aufweist, der das elektrisch leitfähige Teil des Bren
ners bildet und in den der vordere Abschnitt der Brennstoff
lanze hineinragt, wobei die Brennstofflanze mit einer Brenn
stoffaustrittsöffnung gegen die Durchtrittsöffnung gerichtet
ist. Die Zündung erfolgt hier augenblicklich zum Zeitpunkt der
Gemischbildung an derjenigen Stelle, an der Luft und Brenn
stoff aufeinandertreffen.
Dabei kann die Brennstoffaustrittsöffnung erfindungsgemäß von
einen nach außen gestülpten Rand umgeben sein, der den Vor
sprung zur örtlichen Definition des Zündfunkens bildet. Der
Zündfunke springt dann von diesem nach außen gestülpten Rand
auf den Rand der Durchtrittsöffnung des Flammenhalters über.
Die Zündeinrichtung nach der Erfindung kann ferner dadurch
gekennzeichnet sein, daß der vordere und der hintere Abschnitt
der Brennstofflanze je einen Flansch aufweist und daß die
Flansche unter Zwischenschaltung einer Isolierscheibe mitein
ander verschraubt sind, wobei die Schrauben auf der Höhe eines
der Flansche je von einer Isolierbuchse umgeben sind. Zwar
sind auch andere Verbindungsmöglichkeiten wie Kleben, Nieten
oder Garnieren gegeben, jedoch stellt dies eine konstruktiv
besonders einfache und dennoch zuverlässige Art dar, den vor
deren Abschnitt der Brennstofflanze gegen den Brenner elek
trisch zu isolieren.
Dabei besteht dann erfindungsgemäß die Möglichkeit, daß die
Isolierbuchsen auf der Höhe des Flansches des hinteren Ab
schnitts der Brennstofflanze angeordnet sind und daß eine der
Schrauben über einen Leiter mit der Stromquelle in Verbindung
steht, und zwar vorzugsweise in Steckverbindung. Die Leitung
führt also außen an der Brennstofflanze entlang.
Eine alternative Lösung nach der Erfindung besteht darin, daß
der vordere Abschnitt der Brennstofflanze eine stirnseitige
Verschlußwand aufweist, die über den durch das Innere der
Brennstofflanze geführten Leiter mit der Stromquelle in Ver
bindung steht.
Dabei ist es besonders vorteilhaft, daß die stirnseitige Ver
schlußwand der Brennstofflanze einen nach innen gerichteten
Ansatz aufweist, auf den der als Röhrchen ausgebildete Leiter
aufgesteckt ist. Abweichend davon besteht erfindungsgemäß auch
die Möglichkeit, daß die stirnseitige Verschlußwand der Brenn
stofflanze einen nach innen gerichteten Ansatz mit einer Aus
nehmung aufweist, in die der als Stab ausgebildete Leiter
eingesteckt ist. Diese Konstruktionen sind speziell an Brenn
stofflanzen aus Keramik angepaßt.
Dabei ist es in jedem Falle vorteilhaft, daß die Brennstoff
lanze einen entgegengesetzt zur stirnseitigen Verschlußwand
angeordneten Boden aufweist und daß in den Boden eine Zündker
ze eingesetzt ist, mit der der Leiter verbunden ist. Auf diese
Weise wird der elektrische Anschluß problemlos in das Innere
der Brennstofflanze eingeleitet.
In Weiterbildung der Erfindung ist die Zündeinrichtung dadurch
gekennzeichnet, daß der vordere Abschnitt der Brennstofflanze
eine Verlängerung aufweist, die zur Ionisations-Flammenüberwa
chung in die Flammenfront hineinragt.
Dabei kann die Verlängerung erfindungsgemäß stabförmig von der
stirnseitigen Verschlußwand der Brennerlanze abstehen. Als
Alternative bietet die Erfindung die Möglichkeit, daß die
Verlängerung als die stirnseitige Verschlußwand umgebender
Rand vorsteht.
Die Zündeinrichtung nach der Erfindung eignet sich für als
Mündungsmischer arbeitende Brenner, bei denen ein Brennstoff
aus der Brennstofflanze austritt, während ein Sauerstoffträ
gergas durch die Durchtrittsöffnungen des Flammenhalters ein
geleitet wird. Sowohl der Brennstoff als auch das Sauerstoff
trägergas können mit einem Kühlmedium gemischt sein. Dabei
kann der Brennstoff gasförmig oder flüssig vorliegen.
Die Zündeinrichtung eignet sich ferner für einen Vormischbren
ner, bei dem ein Brennstoff/Sauerstoffträgergas-Gemisch den
Durchtrittsöffnungen des Flammenhalters zugeleitet wird. Die
Brennstofflanze fördert in diesem Falle ein Kühlmedium.
Vor allen Dingen eignet sich die Zündeinrichtung für einen
sogenannten Hybridbrenner, der zeitweilig als Mündungsmischer
und zeitweilig als Vormischbrenner betrieben wird.
Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Ausfüh
rungsbeispiele im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung
näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:
Fig. 1 einen schematischen Axialschnitt durch den
vorderen zentralen Bereich eines Brenners;
Fig. 2 eine Einzelheit aus Fig. 1 in abgewandelter
Ausführungsform;
Fig. 3 eine weitere Einzelheit aus Fig. 1 in abgewan
delter Ausführungsform;
Fig. 4 eine Variante von Fig. 3;
Fig. 5 einen Schnitt entsprechend Fig. 1 durch eine
abgewandelte Ausführungsform;
Fig. 6 eine Einzelheit aus Fig. 3 in abgewandelter
Ausführung.
Fig. 7 eine Darstellung entsprechend Fig. 4 von einer
weiteren Abwandlungsform.
Der in Fig. 1 gezeigte zentrale Bereich des Brenners umfaßt
eine Flammenhalter 1, dessen vorderer Abschnitt 2 Durchtritts
öffnungen 3 aufweist. An den vorderen Abschnitt 2 schließt
sich ein rohrförmiger Abschnitt 4 an, in den eine Brennstoff
lanze 5 mit ihrem vorderen Abschnitt 6 hineinragt. Der vordere
Abschnitt der Brennstofflanze 5 besteht, ebenso wie der Flam
menhalter 1, im vorliegenden Fall aus SiC, also aus einer
elektrisch leitfähigen Keramik bestehen. Der vordere Abschnitt
6 der Brennstofflanze ist gegen den übrigen Brenner elektrisch
isoliert. Hierzu weist der vordere Abschnitt 6 einen Flansch 7
auf, während am hinteren Abschnitt 8 ein entsprechender
Flansch 9 angeordnet ist. Die Flansche sind unter Zwischen
schaltung einer Isolierscheibe 10 miteinander verschraubt.
Jede der Schrauben 11 ist an ihrer dem Flansch 9 zugeordneten
Seite von einer Isolierbuchse 12 umgeben. Die im unteren Teil
von Fig. 1 gezeigte Schraube 11 ist über einen Leiter 13 an
die eine Seite einer Stromquelle 14′ (siehe Fig. 3) ange
schlossen, deren andere Seite mit dem Brenner in Verbindung
steht.
Der vordere Abschnitt 6 der Brennstofflanze 5 bildet also die
Zündelektrode, wobei der Zündfunke zwischen Flammenhalter 2
und Brennstofflanze 5 überspringt. Um den Ort des Zündfunkens
zu definieren, trägt der vordere Abschnitt 6 der Brennstoff
lanze 5 einen Vorsprung 14. Dieser ist, ebenso wie eine Brenn
stoffaustrittsöffnung 15, gegen eine der Durchtrittsöffnungen
3 gerichtet. Das zündfähige Gemisch kann also bei seiner Ent
stehung gezündet werden.
Der wesentliche Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die
Zündelektrode von der ohnehin vorhandenen, thermisch hoch
belastbaren Brennstofflanze 5 gebildet wird.
Gemäß Fig. 2 weist die Brennstoffaustrittsöffnung 15 einen
vorgewölbten Rand auf, der den Vorsprung 14 bildet.
Nach Fig. 1 ist die Ladung 13 mit einer Öse an die Schraube 11
angeschlossen. Alternativ besteht gemäß Fig. 3 die Möglich
keit, die Schraube 11 mit einem Ansatz 11′ zu versehen, der in
eine Muffe 11′′ eingeschoben ist, welche ihrerseits auf die
Leitung 13 aufgesteckt ist. Diese Art der Verbindung kann
Längenänderungen kompensieren, welche sich aus unterschiedli
chen Wärmedehnungen ergeben.
Letztes trifft auch für die Konstruktion nach Fig. 4 zu, bei
der der Ansatz 11′ der Schraube 11 eine Bohrung aufweist, in
die die Leitung 13 eingesteckt ist.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 ist der Vorsprung 14 nicht
an der Brennstofflanze, sondern am rohrförmigen Abschnitt 4
des Flammenhalters 1 angeordnet.
Im übrigen ist hier der Leiter 13 innen durch die Brennstoff
lanze 5 hindurchgeführt. Er ist mit einer stirnseitigen Ver
schlußwand 16 des vorderen Abschnitts 6 der Brennstofflanze 5
elektrisch leitend verbunden. Der stirnseitigen Verschlußwand
16 liegt ein Boden 17 gegenüber, durch den eine Zündkerze 18
zum Anschluß an den Leiter 13 durchgeführt ist.
Der vordere Abschnitt 6 der Brennstofflanze 5 trägt eine Ver
längerung 19, die in die Flammenfront des Flammenhalters 1
hineinragt und der Ionisations-Flammenüberwachung dient. Die
Verlängerung 19 wird von dem durch die Verschlußwand 16 hin
durchgesteckten Leiter 13 gebildet.
Abweichend davon ist die Verlängerung 19 gemäß Fig. 6 als ein
die stirnseitige Verschlußwand 16 umgebender Rand ausgebildet.
Im übrigen trägt die Verschlußwand 16 einen nach innen ragen
den Ansatz 20, auf den der Leiter 13, der im vorliegenden Fall
von einem Röhrchen gebildet wird, aufgesteckt ist.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 7 trägt die stirnseitige
Verschlußwand 16 ebenfalls einen Ansatz 21, wobei dieser eine
Ausnehmung aufweist, in die der als Stab ausgebildete Leiter
13 hineingesteckt ist. Die Verlängerung 19 ist an die Ver
schlußwand 16 angeformt.
Insbesondere die Konstruktionen nach den Fig. 2, 6 und 7
sind speziell an die Verwendung von Keramik angepaßt.
Im Rahmen der Erfindung sind Abwandlungsmöglichkeiten gegeben.
So können Vorsprünge 14 sowohl am Flammenhalter als auch an
der Brennstofflanze ausgebildet sein. Ferner kann die gesamte
Brennstofflanze, also nicht nur der vordere Abschnitt 6, elek
trisch gegen den Brenner isoliert sein. Darüberhinaus besteht
die Möglichkeit, daß ein Teil des Brenners gegen die Brenn
stofflanze, die gegebenenfalls leitend mit dem Brenner in
Verbindung steht, isoliert ist. Selbstverständlich besteht
auch bei der Ausführungsform nach Fig. 1 die Möglichkeit, die
Brennstofflanze mit einer Verlängerung 19 zur Ionisations-
Flammenüberwachung zu versehen.
Als erfindungswesentlich offenbart gelten auch solche Kombina
tionen der beanspruchten Merkmale, die von der beiliegenden
Anspruchsfassung abweichen.
Claims (15)
1. Zündeinrichtung für einen Brenner mit einem Flammenhalter
(1) zur Bildung einer Flammenfront einer zum Flammenhalter
führenden Brennstofflanze (5), einer im Bereich der Flammen
front angeordneten Zündelektrode, einem elektrisch leitfähigem
Teil des Brenners, das der Zündelektrode zur Bildung eines
Zündfunkens zugeordnet ist, wobei das elektrisch leitfähige
Teil des Brenners und die Zündelektrode gegeneinander elek
trisch isoliert sind, und mit einer Stromquelle (14′), die zum
Aufbau einer Zündspannung mit der Zündelektrode und dem elek
trisch leitfähigen Teil des Brenners in Verbindung steht,
dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens der vordere Abschnitt (6) der Brennstofflanze
(5) aus elektrisch leitfähigem Material besteht, gegen den
elektrisch leitfähigen Teil des Brenners isoliert ist und als
Zündelektrode mit der Stromquelle (14′) in Verbindung steht.
2. Zündeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens der vordere Abschnitt (6) der Brennstofflanze
(5) aus keramischem Material besteht.
3. Zündeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß der vordere Abschnitt (6) der Brennstofflanze
(5) und/oder das elektrisch leitfähige Teil des Brenners einen
Vorsprung (14) zur örtlichen Definition des Zündfunkens
trägt.
4. Zündeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der Flammenhalter (1) einen rohrförmigen Abschnitt (4) mit
einer Durchtrittsöffnung (3) aufweist, der das elektrisch
leitfähige Teil des Brenners bildet und in den der vordere
Abschnitt (6) der Brennstofflanze hineinragt, wobei die Brenn
stofflanze mit einer Brennstoffaustrittsöffnung (15) gegen die
Durchtrittsöffnung (3) des Flammenhalters gerichtet ist.
5. Zündeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Brennstoffaustrittsöffnung (15) von einem nach außen
gestülpten Rand umgeben ist, der den Vorsprung (14) zur örtli
chen Definition des Zündfunkens bildet.
6. Zündeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der vordere und der hintere Abschnitt (6,
8) der Brennstofflanze (5) je einen Flansch (7, 9) aufweist
und daß die Flansche unter Zwischenschaltung einer Isolier
scheibe (10) miteinander verschraubt sind, wobei die Schrauben
(11) auf der Höhe eines der Flansche je von einer Isolierbuch
se (12) umgeben sind.
7. Zündeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Isolierbuchsen (12) auf der Höhe des Flansches (9) des
hinteren Abschnitts (8) der Brennstofflanze (5) angeordnet
sind und daß eine der Schrauben (11) über einen Leiter (13)
mit der Stromquelle (14′) in Verbindung steht.
8. Zündeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schraube (11) und der Leiter (13) in Steckverbindung
miteinander stehen.
9. Zündeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß der vordere Abschnitt (6) der Brennstoff
lanze (5) eine stirnseitige Verschlußwand (16) aufweist, die
über den durch das Innere der Brennstofflanze geführten Leiter
(13) mit der Stromquelle (14′) in Verbindung steht.
10. Zündeinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die stirnseitige Verschlußwand (16) der Brennstofflanze
(5) einen nach innen gerichteten Ansatz (20) aufweist, auf den
der als Röhrchen ausgebildete Leiter (13) aufgesteckt ist.
11. Zündeinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die stirnseitige Verschlußwand (16) der Brennstofflanze
(5) einen nach innen gerichteten Ansatz (21) mit einer Ausneh
mung aufweist, in die der als Stab ausgebildete Leiter (13)
eingesteckt ist.
12. Zündeinrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, da
durch gekennzeichnet, daß die Brennstofflanze einen entgegen
gesetzt zur stirnseitigen Verschlußwand (16) angeordneten
Boden (17) aufweist und daß in den Boden eine Zündkerze (18)
eingesetzt ist, mit der der Leiter (13) verbunden ist.
13. Zündeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, da
durch gekennzeichnet, daß der vordere Abschnitt (6) der Brenn
stofflanze (5) eine Verlängerung (19) aufweist, die zur Ioni
sations-Flammenüberwachung in die Flammenfront hineinragt.
14. Zündeinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
daß die Verlängerung (19) stabförmig von der stirnseitigen
Verschlußwand (16) der Brennstofflanze (5) absteht.
15. Zündeinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
daß die Verlängerung als die stirnseitige Verschlußwand (16)
umgebender Rand vorsteht.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883838635 DE3838635A1 (de) | 1988-11-15 | 1988-11-15 | Zuendeinrichtung fuer einen brenner |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19883838635 DE3838635A1 (de) | 1988-11-15 | 1988-11-15 | Zuendeinrichtung fuer einen brenner |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE3838635A1 true DE3838635A1 (de) | 1990-05-17 |
Family
ID=6367188
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19883838635 Withdrawn DE3838635A1 (de) | 1988-11-15 | 1988-11-15 | Zuendeinrichtung fuer einen brenner |
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OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
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