DE4301780A1

DE4301780A1 - Oil or gas burner baffle

Info

Publication number: DE4301780A1
Application number: DE19934301780
Authority: DE
Inventors: Dieter Bombis
Original assignee: ELCO ENERGIESYSTEME AG
Current assignee: ELCO ENERGIESYSTEME AG
Priority date: 1993-01-23
Filing date: 1993-01-23
Publication date: 1994-07-28

Abstract

The combustion chamber (5) is formed by the burner tube (2), which contains one or more fuel nozzles (7). On the side towards the latter the chamber is enclosed by a baffle (11), preferably conical. The baffle is in two or more annular parts (13,14) thermally insulated from each other. Where they are of metal, they can be spaced apart, leaving an intervening air gap open to the outside or inside in the radial direction. Bosses can be formed on one of them, bearing against the other one and via which they are spot welded together. A layer of heat insulating material can be fitted between them.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Brenner zur Ver brennung von flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen, bestehend aus einem Brennerrohr, durch das eine Brenn kammer gebildet ist, und einer oder mehreren in diesem angeordneten Öl- oder Gasdüsen, denen der Brennstoff über eine Brennstoffleitung zuführbar ist, wobei die Brennkammer des Brennerrohres auf der den Öl- oder Gasdüsen zugekehrten Seite durch eine vorzugsweise kegel stumpfförmig gestaltete Blende begrenzt ist.The invention relates to a burner for Ver burning liquid or gaseous fuels, consisting of a burner tube through which a burner chamber is formed, and one or more in this arranged oil or gas nozzles to which the fuel can be supplied via a fuel line, the Combustion chamber of the burner tube on which the oil or Gas nozzles facing side through a preferably cone frusto-shaped aperture is limited.

Für Brenner dieser Art verwendbare Blenden, die jeweils mit den Öl- oder Gasdüsen zugeordneten Öffnungen zur Einbringung der Verbrennungsluft in die Brennkammer versehen sind, sind in zahlreichen unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt. Diese in Form planer Scheiben oder zu einem Kegelstumpf geformter Ringe ausgebildete Blenden sind, da sie wie auch das Brennerrohr hohen thermischen Beanspruchungen ausgesetzt sind, meist aus dem gleichen Werkstoff wie dieses, nämlich aus Stahl blech hergestellt. Den thermischen Belastungen halten diese Blenden somit zwar stand, da jedoch die der Brenn kammer abgewandte Fläche der Blende durch die den Öl- oder Gasdüsen zuzuführenden frischen Verbrennungsluft nahezu ständig beaufschlagt wird, wird die die Brenn kammer begrenzende Blende durch diese gekühlt und kann nicht etwa die gleiche Temperatur annehmen wie das Bren nerrohr.Orifices suitable for burners of this type, each with openings assigned to the oil or gas nozzles for Introduction of the combustion air into the combustion chamber are provided in numerous different ways Refinements known. These in the form of flat disks or rings formed into a truncated cone Orifices are high, like the burner tube are exposed to thermal stress, mostly from the same material as this, namely steel made of sheet metal. Keep the thermal loads This aperture was indeed, but that of the Brenn area facing away from the chamber through the oil or fresh combustion air to be supplied to gas nozzles is charged almost constantly, which is the burning chamber-delimiting diaphragm cooled and can by this do not assume the same temperature as the bren nerrohr.

Je nach Menge der zuzuführenden Frischluft können die Temperaturunterschiede zwischen der Innenmantelfläche des Brennerrohres und der diesem zugekehrten Oberfläche der Blende beträchtlich sein und stark schwanken. Durch diese ungleichen Temperaturen wird aber nicht nur die Verbrennung in der Brennkammer ungünstig beeinflußt, indem eine unstabile Verbrennung in Kauf zu nehmen ist, sondern vielfach bildet sich auch auf der Blende eine isolierende Rußschicht, durch die die Oberflächentempe ratur weiter abgesenkt wird. In derartigen Fällen muß, da die vorgeschriebenen Abgaswerte nicht mehr eingehalten werden, die Blende ausgebaut und gereinigt, gegebenenfalls ersetzt werden, oder es ist mitunter das gesamte Brenner rohr mit Blende auszuwechseln. Dies bedingt, abgesehen von der Betriebsunterbrechung der Heizungsanlage, oftmals einen erheblichen Kostenaufwand.Depending on the amount of fresh air to be supplied, the Temperature differences between the inner surface the burner tube and the surface facing it the aperture must be considerable and fluctuate widely. By these unequal temperatures are not the only ones Combustion in the combustion chamber is adversely affected, by accepting unstable combustion, but in many cases one also forms on the aperture insulating soot layer, through which the surface temperature rature is further lowered. In such cases, since the prescribed exhaust gas values are no longer met the panel is removed and cleaned, if necessary be replaced, or it is sometimes the entire burner replace pipe with cover. Apart from this Of the shutdown of the heating system, often a considerable expense.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, für Brenner der eingangs genannten Gattung eine Blende zu schaffen, deren Temperaturverhalten durch die anströmende Verbren nungsluft nicht wesentlich beeinflußt wird, sondern die trotz der einseitigen Beaufschlagung durch kühle Frischluft auf der der Brennkammer zugewandten Seite die Betriebstem peratur des Brennrohres annehmen kann, so daß Rußablagerun gen auf der Blende vermieden werden und die Verbrennung in der Brennkammer durch die Blende nicht beeinträchtigt wird. Ein langer störungsfreier Betrieb des Brenners, ohne daß Blendenauswechslungen vorzunehmen sind, soll demnach gewährleistet sein. Der Bauaufwand, mittels dem dies zu erreichen ist, soll gering gehalten werden, dennoch soll die Blende wirksam vor einer Abkühlung durch anströmende Frischluft geschützt sein.The object of the invention is therefore for the burner to create an aperture initially mentioned, their temperature behavior due to the incoming combustion air is not significantly affected, but the despite the one-sided exposure to cool fresh air the operating temperature on the side facing the combustion chamber can assume the temperature of the fuel tube, so that soot deposits on the faceplate and the combustion are avoided in the combustion chamber is not affected by the screen becomes. A long trouble-free operation of the burner, without having to change the aperture therefore be guaranteed. The construction effort, by means of to achieve this should be kept low, nevertheless, the screen should be effective before cooling be protected by incoming fresh air.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die bei einem Brenner der eingangs genannten Art verwen dete Blende aus mindestens zwei ringförmig ausgebilde ten Bauteilen zusammengesetzt ist, die zur Abschirmung der Brennkammer von der Luftzuführungsleitung thermisch voneinander getrennt sind.According to the invention, this is achieved in that use with a burner of the type mentioned formed aperture from at least two rings ten components is assembled to shield the combustion chamber from the air supply line thermally are separated from each other.

Bei einer aus zwei aus einem metallischen Werkstoff bestehenden Bauteilen gebildeten Blende ist die thermi sche Trennung auf einfache Weise dadurch zu erreichen, indem die beiden Bauteile mit axialem Abstand zueinander angeordnet werden, derart, daß zwischen diesen ein vor zugsweise radial nach außen oder innen offener Luftspalt gebildet ist.In one out of two made of a metallic material existing component formed aperture is the thermi to achieve separation in a simple way by by axially spacing the two components be arranged such that between them a front preferably air gap open radially outwards or inwards is formed.

Dies kann in der Weise bewerkstelligt werden, daß zu mindest eines der beiden Bauteile der Blende auf der dem anderen Bauteil zugekehrten Stirnfläche mit vor zugsweise eingeprägten Erhöhungen versehen wird, an denen die beiden Bauteile abgestützt sind, wobei die beiden Bauteile im Bereich der Erhöhungen durch Punkt schweißen od. dgl. fest miteinander verbunden sein können.This can be accomplished in such a way that at least one of the two components of the panel on the face facing the other component stamped increases is provided which the two components are supported, the two components in the area of the increases by point welding or the like. Can be firmly connected.

Nach andersartigen Ausgestaltungen ist es aber auch möglich, zur thermischen Trennung zweier aus einem metallischen Werkstoff bestehender Bauteile der Blende zwischen diesen eine Isolierschicht aus einem wärme festen Isolierwerkstoff, beispielsweise aus Glaspapier nach Art einer Glasmatte od. dgl. anzuordnen, oder es kann auf einem Bauteil aus einem metallischen Werkstoff einer Blende auf der der Brennkammer abgewandten Stirn fläche eine Isolierschicht aus einem wärmefesten Werk stoff, beispielsweise aus Glaspapier, nach Art einer Glasfasermatte od. dgl. aufgebracht werden.According to different designs, it is also possible for the thermal separation of two from one metallic material of existing components of the panel between them an insulating layer of heat solid insulating material, for example made of glass paper to arrange in the manner of a glass mat or the like, or it can on a component made of a metallic material an aperture on the forehead facing away from the combustion chamber surface an insulating layer from a heat-resistant work fabric, for example made of glass paper, in the manner of a Glass fiber mat or the like can be applied.

Wird eine Blende eines Öl- oder Gasbrenners gemäß der Erfindung ausgebildet, indem diese aus mindestens zwei ringförmigen Bauteilen zusammengesetzt wird, die ther misch voneinander getrennt sind, so wird das der Brenn kammer zugewandte Bauteil der Blende durch die diese beaufschlagende frische Verbrennungsluft nicht wesentlich abgekühlt, dieses Bauteil kann somit auf die vorgesehene Betriebstemperatur aufgeheizt werden, so daß sich an diesem kein Ruß ablagert und weder die Flammenbildung noch die Verbrennung ungünstig beeinflußt werden. Die einer Öl- oder Gasdüse zugeführte Frischluft wird aber dennoch durch die Blende geführt und durch deren Öffnung in die Brennkammer eingebracht, ohne allerdings eine nennenswerte Absenkung der Betriebstemperatur der Blende auf der der Brennkammer zugewandten Seite zu bewirken. Durch die Blende bedingte Betriebsstörungen, insbesondere Betriebsunterbrechungen zum Auswechseln einer verrußten Blende sind demnach durch die vorschlagsgemäße Ausge staltung zuverlässig vermieden. Zwar erfordert dies eine Blende aus mindestens zwei Bauteilen, dieser geringe Mehraufwand ist jedoch, da das Betriebsverhalten eines Brenners dadurch in einem erheblichen Maße verbessert wird, geringfügig und in kurzer Zeit aufgrund des günsti gen Betriebsverhaltens amortisiert.If an aperture of an oil or gas burner according to the Invention formed by at least two annular components is assembled, the ther are separated from each other, so it becomes the Brenn Chamber facing component of the aperture through this fresh combustion air is not essential cooled, this component can thus be on the intended Operating temperature to be heated, so that no soot deposits on it and neither flame formation nor can the combustion be adversely affected. The fresh air supplied to an oil or gas nozzle nevertheless guided through the aperture and through its opening introduced into the combustion chamber, but without one Significant reduction in the operating temperature of the panel on the side facing the combustion chamber. Malfunctions caused by the aperture, in particular Business interruptions to replace a sooty one Aperture are therefore due to the proposed Ausge design reliably avoided. This does require an aperture of at least two components, this small one However, additional effort is necessary because the operating behavior of a Brenners thereby improved to a considerable extent will, slightly and in a short time due to the favorable amortized against operating behavior.

In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Blende für einen Ölbrenner dargestellt, die nachfolgend im einzelnen erläutert sind. Hiebei zeigen, jeweils in einem Axial schnitt:In the drawing, three embodiments are one trained according to the invention aperture for one Oil burners shown below in detail are explained. Hiebei show, each in an axial cut:

Fig. 1 einen aus einer in einem durch eine Blende abgeteilten Brennerohr eingesetzten Öl düse gebildeten Brenner sowie Fig. 1 a burner formed from an oil nozzle inserted in a burner tube divided by a panel and

Fig. 2 und 3 andersartige Blendenausgestaltungen für den Brenner nach Fig. 1. Fig. 2 and 3 other types of aperture configurations for the burner of FIG. 1.

Der in Fig. 1 dargestellte und mit 1 bezeichnete Brenner besteht im wesentlichen aus einem Brennerrohr 2 und einer in dieses eingesetzten mit einer Zündelektrode 4 versehenen Öldüse 3, der das zu verbrennende Öl über eine Brennstoffleitung 7 zugeführt wird. Durch eine in das Brennerrohr 2 eingesetzte kegelstumpfförmig gestaltete Blende 11 ist eine Brennkammer 5, in der die Verbrennung stattfindet, gebildet. Die zur Verbrennung erforderliche, von einem nicht dargestellten Ventilator geförderte Verbrennungsluft wird über die ebenfalls durch das Brennerrohr 2 geschaffene Verbrennungsluftlei tung 8 zugeführt und strömt über eine zentrisch in die Blende 11 eingearbeitete Öffnung 12 unmittelbar im Bereich der sich vor der Öldüse 3 ausbildenden Flamme in die Brennkammer 5 ein. Zur Einbringung von Abgas aus einem Kesselraum, in den das Brennerrohr 2 hineinragt, sind in dieses Längsschlitze 6 eingearbeitet.The burner shown in FIG. 1 and designated 1 essentially consists of a burner tube 2 and an oil nozzle 3 which is inserted into the burner tube and which is provided with an ignition electrode 4 and to which the oil to be burned is fed via a fuel line 7 . A combustion chamber 5 , in which the combustion takes place, is formed by a frusto-conical orifice 11 inserted into the burner tube 2 . The combustion air required for combustion, promoted by a fan, not shown, is supplied via the combustion air pipe 8, which is also created by the burner tube 2 , and flows via a hole 12 centrally worked into the orifice 11 directly in the area of the flame that forms in front of the oil nozzle 3 Combustion chamber 5 a. In order to introduce exhaust gas from a boiler room into which the burner tube 2 protrudes, longitudinal slots 6 are incorporated in this.

Um zu verhindern, daß die Blende 11 durch die diese beim Betrieb des Brenners 1 beaufschlagende kühle Verbrennungs luft wesentlich abgekühlt wird und somit nicht etwa die gleiche Temperatur annehmen kann wie das Brennerrohr 2, ist die Blende 11 bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 aus zwei ringförmigen Bauteilen 13 und 14 zusammenge setzt, die thermisch voneinander getrennt sind. Um dies zu bewerkstelligen, ist zwischen den beiden Bauteilen 13 und 14 eine Isolierschicht 15, z. B. aus Glaspapier oder nach Art einer Glasfasermatte, angeordnet. Die von dem der Brennkammer 5 zugewandten Bauteil 13 der Blende 11 aufgenommene Wärmeenergie wird demnach nicht auf das Bauteil 14, das von der zugeführten Frischluft beaufschlagt ist, abgeleitet, das Bauteil 13 wird vielmehr auf die vorgesehene Betriebstemperatur erhitzt und behält diese Temperatur bei, die Verbrennung in der Brennkammer 5 wird somit durch die Blende 11 nicht ungünstig beein flußt. Auch lagert sich auf der Oberfläche des Bauteils 13 kein Ruß ab, so daß durch die Blende 11 bedingte Betriebsstörungen des Brenners 1 nahezu ausgeschlossen sind.In order to prevent the orifice 11 from being cooled substantially by the cool combustion air acting upon it during operation of the burner 1 and thus not being able to assume approximately the same temperature as the burner tube 2 , the orifice 11 in the exemplary embodiment according to FIG. 1 is composed of two annular components 13 and 14 put together, which are thermally separated. To accomplish this, between the two components, an insulating layer 15 13 and 14, for example. B. made of glass paper or in the manner of a glass fiber mat. The thermal energy absorbed by the component 13 of the orifice 11 facing the combustion chamber 5 is therefore not dissipated to the component 14 which is acted upon by the fresh air supplied, the component 13 is rather heated to the intended operating temperature and maintains this temperature, the combustion in the combustion chamber 5 is thus not adversely affected by the aperture 11 . Also, no soot is deposited on the surface of the component 13 , so that malfunctions of the burner 1 caused by the orifice 11 are almost impossible.

Bei der Blende 21 nach Fig. 2 sind zwei ringförmige metallische Bauteile 23 und 24 dadurch thermisch von einander getrennt, indem zwischen diesen ein radial nach innen und außen offener Luftspalt 26 vorgesehen ist.In the aperture 21 of FIG. 2, two annular metallic components 23 and 24 are thereby thermally separated from each other by a is provided radially inwardly and outwardly open air gap 26 therebetween.

Um dies auf einfache Weise zu bewerkstelligen, sind in das Bauteil 23 in Richtung des Bauteils 24 abste hende Erhöhungen 25 eingeprägt, an denen dieses abge stützt ist. Im Bereich der Erhöhungen 25 sind die beiden Bauteile 23 und 24 durch Punktschweißen fest miteinander verbunden. Durch den Luftspalt 26 ist das Bauteil 24 von dem Bauteil 23 isoliert, so daß durch diese thermi sche Trennung eine starke Abkühlung des Bauteils 23 durch die anströmende und durch eine zentrische Öffnung 22 in die Brennkammer gelangende Verbrennungsluft vermieden ist. To accomplish this in a simple manner, abste existing elevations 25 are impressed in the component 23 in the direction of the component 24 , on which this is supported abge. In the area of the elevations 25 , the two components 23 and 24 are firmly connected to one another by spot welding. Through the air gap 26 , the component 24 is isolated from the component 23 , so that a strong cooling of the component 23 by the inflowing and through a central opening 22 into the combustion chamber combustion air is avoided by this thermal separation.

Gemäß Fig. 3 ist auf einem ringförmigen metallischen Bauteil 33 einer Blende 31 eine Isolierschicht 34 aus Glaspapier oder nach Art einer Glasfasermatte aufge bracht. Eine nennenswerte Temperaturabsenkung des metal lischen Bauteils 33 durch die die Blende 31 beaufschla gende Verbrennungsluft, die über eine zentrische Öffnung 32 in die Brennkammer gelangt, wird somit durch die auf dieses aufgebrachte Isolierschicht 34 vermieden.According to FIG. 3, on an annular metallic member 33 of a diaphragm 31, an insulating layer 34 made of glass paper or in the manner of a glass fiber mat be applied. A noteworthy temperature reduction of the metallic component 33 through the combustion air acting on the diaphragm 31, which reaches the combustion chamber through a central opening 32 , is thus avoided by the insulating layer 34 applied to it.

Claims

1. Brenner (1) zur Verbrennung von flüssigen oder gasförmi gen Brennstoffen, bestehend aus einem Brennerrohr (2), durch das eine Brennkammer (5) gebildet ist, und einer oder mehreren in diesem angeordneten Öl- oder Gasdüsen (3), denen der Brennstoff über eine Brenn stoffleitung (7) zuführbar ist, wobei die Brennkammer (5) des Brennerrohres (2) auf der den Öl- oder Gas düsen (3) zugekehrten Seite durch eine vorzugsweise kegelförmig gestaltete Blende (11; 21; 31) begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende (11; 21; 31) aus mindestens zwei ring förmig ausgebildeten Bauteilen (13, 14; 23, 24; 33, 34) zusammengesetzt ist, die zur Abschirmung der Brennkammer (5) von der Luftzuführungsleitung (8) thermisch voneinander getrennt sind.1. burner ( 1 ) for the combustion of liquid or gaseous fuels, consisting of a burner tube ( 2 ) through which a combustion chamber ( 5 ) is formed, and one or more oil or gas nozzles ( 3 ) arranged therein, which the Fuel can be supplied via a fuel line ( 7 ), the combustion chamber ( 5 ) of the burner tube ( 2 ) being delimited on the side facing the oil or gas nozzles ( 3 ) by a preferably conically shaped diaphragm ( 11 ; 21 ; 31 ) , characterized in that the diaphragm ( 11 ; 21 ; 31 ) is composed of at least two ring-shaped components ( 13 , 14 ; 23 , 24 ; 33 , 34 ) which are used to shield the combustion chamber ( 5 ) from the air supply line ( 8 ) are thermally separated.

2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß bei einer aus zwei aus einem metallischen Werk stoff bestehenden Bauteilen (23, 24) gebildeten Blende (21) die beiden Bauteile (23, 24) mit axialem Abstand zueinander angeordnet sind, derart, daß zwischen diesen ein vorzugsweise radial nach außen und/oder innen offener Luftspalt (26) gebildet ist.2. Burner according to claim 1, characterized in that in a made of two metallic material components ( 23 , 24 ) formed aperture ( 21 ), the two components ( 23 , 24 ) are arranged at an axial distance from one another, such that between an air gap ( 26 ) which is preferably open radially outwards and / or inwards is formed.

3. Brenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eines der beiden Bauteile (23) der Blende (21) auf der dem anderen Bauteil (24) zuge kehrten Stirnfläche mit vorzugsweise eingeprägten Erhöhungen (25) versehen ist, an denen die beiden Bauteile (23, 24) abgestützt sind.3. Burner according to claim 2, characterized in that at least one of the two components ( 23 ) of the diaphragm ( 21 ) on the other component ( 24 ) facing end face is preferably provided with embossed ridges ( 25 ) on which the two components ( 23 , 24 ) are supported.

4. Brenner nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Bauteile (23, 24) der Blende (21) im Bereich der Erhöhungen (25) durch Punktschweißen, od. dgl. fest miteinander verbunden sind.4. Burner according to claim 3, characterized in that the two components ( 23 , 24 ) of the diaphragm ( 21 ) in the region of the elevations ( 25 ) by spot welding, or the like. Are firmly connected to one another.

5. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur thermischen Trennung zweier aus einem metal lischen Werkstoff bestehender Bauteile (13, 14) der Blende (11) zwischen diesen eine Isolierschicht (15) aus einem wärmefesten Isolierwerkstoff, beispielsweise aus Glaspapier, nach Art einer Glasmatte od. dgl., angeordnet ist. 5. Burner according to claim 1, characterized in that for the thermal separation of two components made of a metallic material ( 13 , 14 ) of the diaphragm ( 11 ) between them an insulating layer ( 15 ) made of a heat-resistant insulating material, for example made of glass paper, according to Art a glass mat or the like. is arranged.

6. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem Bauteil (33) aus einem metallischen Werkstoff einer Blende (31) auf der der Brennkammer (5) abgewandten Stirnfläche eine Isolierschicht (34) aus einem wärmefesten Werkstoff, beispielsweise aus Glaspapier oder nach Art einer Glasfasermatte od. dgl., aufgebracht ist.6. Burner according to claim 1, characterized in that on a component ( 33 ) made of a metallic material of an aperture ( 31 ) on the end face facing away from the combustion chamber ( 5 ) an insulating layer ( 34 ) made of a heat-resistant material, for example made of glass paper or after Type of a glass fiber mat or the like, is applied.