DE4415717A1 - Burner esp. for liquid fuels with support element pref. designed as support tube - Google Patents
Burner esp. for liquid fuels with support element pref. designed as support tubeInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Brenner, insbesondere für flüssige Brennstoffe, mit einem einer Blendenanordnung nachgeordneten, an einem stationären, vorzugsweise als Stützrohr ausgebildeten Stützelement festlegbaren, in einen zugeordneten Brennraum hineinragenden Flammrohr und mit einem im rückwärtigen Bereich des Flammrohrs vorgesehenen, zum Brennraum hin offenen Rezirkulationsquerschnitt.The invention relates to a burner, in particular for liquid fuels, with an orifice arrangement subordinate to a stationary, preferably as Support tube trained support element definable, in an associated combustion chamber protruding flame tube and with one in the rear area of the flame tube provided, open to the combustion chamber Recirculation cross section.
Bei den bekannten Blaubrennern oben erwähnter Art sind die bei Dauerbetrieb wirksamen Rezirkulationsquerschnitte fest. Die Rezirkulation von Verbrennungsprodukten erhöht deren Verweilzeit im Reaktionsbereich, wodurch der NOx-Anteil im Abgas abgesenkt werden kann und ist daher erwünscht. Sofern die Temperatur der über den brennraumseitig offenen Rezirkulationsquerschnitt aus dem Brennraum in den Reaktionsbereich gelangenden Verbrennungsprodukte jedoch vergleichsweise niedrig ist, kann sich dies negativ auf die Stabilität der Verbrennung auswirken. Die Temperatur der aus dem Brennraum ansaugbaren Verbrennungsprodukte ist jedoch sehr stark von der Brennraumkonfiguration abhängig und dem entsprechend von Typ zu Typ verschieden. Bei fest vorgegebener Größe des im Dauerbetrieb wirksamen Rezirkulationsquerschnitts muß daher aus Gründen der Betriebssicherheit eine mittlere Größe gewählt werden. Die Folge davon ist, daß die bei hoher Abgastemperatur ans ich vorhandene Möglichkeit eines hohen Rezirkulationsvolumens nicht voll ausgeschöpft wird und daß bei niedriger Abgastemperatur die Stabilität der Verbrennung gefährdet ist.In the known blue burners of the type mentioned above, the recirculation cross sections effective during continuous operation are fixed. The recirculation of combustion products increases their residence time in the reaction area, as a result of which the NO x content in the exhaust gas can be reduced and is therefore desirable. However, if the temperature of the combustion products coming from the combustion chamber into the reaction area via the recirculation cross section open on the combustion chamber side is comparatively low, this can have a negative effect on the stability of the combustion. However, the temperature of the combustion products that can be sucked in from the combustion chamber depends very much on the configuration of the combustion chamber and accordingly varies from type to type. If the size of the recirculation cross section that is effective in continuous operation is fixed, a medium size must therefore be selected for reasons of operational safety. The consequence of this is that the possibility of a high recirculation volume which is present at a high exhaust gas temperature is not fully exploited and that the stability of the combustion is endangered at a low exhaust gas temperature.
Aus der DE 39 06 854 C1 ist zwar ein Blaubrenner bekannt, bei dem der hier durch Radialbohrungen des Flammrohrs gebildete, zum Brennraum hin offene Rezirkulationsquerschnitt durch Verschieben eines auf dem Flammrohr aufgenommenen Abdeckrings ganz oder teilweise verschließbar ist. Diese Maßnahme ist hier aber nicht für den Dauerbetrieb vorgesehen, sondern dient lediglich dazu, die Kaltstarteigenschaften des Brenners zu verbessern. Im Dauerbetrieb wird der gesamte, fest vorgegebene Querschnitt der Radialbohrungen des Flammrohrs als Rezirkulationsquerschnitt wirksam. Eine Anpassung an die Verhältnisse verschiedener Brennraumtypen ist nicht vorgesehen.A blue burner is known from DE 39 06 854 C1, in which here through radial bores of the flame tube formed, open to the combustion chamber Recirculation cross section by moving one on the Flame tube completely or partially included cover ring is lockable. This measure is not for here provided for continuous operation, but only serves to the cold start properties of the burner improve. In continuous operation, the whole becomes solid predetermined cross section of the radial bores of the Flame tube effective as a recirculation cross section. A Adaptation to the conditions of different Combustion chamber types are not intended.
Hiervon ausgehend ist es daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Blaubrenner eingangs erwähnter Art mit einfachen und kostengünstigen Mitteln so zu verbessern, daß für jeden Einsatzfall eine Optimierung der Menge der aus dem Brennraum ansaugbaren Rezirkulationsgase möglich ist. Based on this, it is therefore the task of Present invention, a blue burner at the beginning of the type mentioned with simple and inexpensive means to improve so that a for each application Optimizing the amount of intake from the combustion chamber Recirculation gases are possible.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die bei Dauerbetrieb wirksame Größe des zum Brennraum hin offenen Rezirkulationsquerschnitts einstellbar ist.This object is achieved in that the effective size of the combustion chamber towards continuous operation open recirculation cross section is adjustable.
Mit diesen Maßnahmen werden die Nachteile der bekannten Anordnungen vollständig vermieden. Durch Einstellung des bei Dauerbetrieb wirksamen, zum Brennraum hin offenen Rezirkulationsquerschnitts entfällt die Notwendigkeit für Kompromisse bei der Wahl der Größe des genannten Rezirkulationsquerschnitts. Vielmehr kann die für jeden Brennraum optimale Rezirkulationsrate eingestellt werden. Die erfindungsgemäßen Maßnahmen stellen daher auch sicher, daß der erfindungsgemäße Brenner praktisch an jede Art von Brennraum optimal angepaßt werden kann, was eine hohe Vielseitigkeit ergibt.With these measures, the disadvantages of the known Orders completely avoided. By setting the effective in continuous operation, open to the combustion chamber Recirculation cross section eliminates the need for Compromise on the choice of size of the above Recirculation cross section. Rather, it can be for everyone Combustion chamber optimal recirculation rate can be set. The measures according to the invention therefore also represent sure that the burner according to the invention practically on each type of combustion chamber can be optimally adapted to what high versatility.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Fortbildungen der übergeordneten Maßnahmen sind in den Unteransprüchen angegeben. So kann das zweckmäßig unter Bildung des brennraumseitig offenen Rezirkulationsquerschnitts vom Stützelement beabstandete Flammrohr vorteilhaft mittels einer den Rezirkulationsquerschnitt überbrückenden Halteeinrichtung, die wenigstens an einer Seite einen durch eine Stift-Schlitzverbindung gegebenen Stellbereich aufweist, am Stützelement lösbar festlegbar sein. Diese Maßnahmen ergeben eine besonders einfache und kostengünstige Ausführung.Advantageous configurations and practical Further training of the overarching measures are in the Subclaims specified. So it can be useful under Formation of the open combustion chamber side Recirculation cross-section spaced from the support element Flame tube advantageous by means of a Recirculation cross-bridging Holding device, at least on one side given by a pin-slot connection range has, be releasably attachable to the support member. These Measures result in a particularly simple and economical execution.
Eine weitere vorteilhafte Maßnahme kann darin bestehen, daß die Stift-Schlitzverbindung schräg zur Brennerachse angeordnet ist. Dies ermöglicht eine Einstellung der lichten Weite des zum Brennraum hin offenen Rezirkulationsquerschnitts durch Drehung des Flammrohrs, was eine besonders hohe Bedienungsfreundlichkeit gewährleistet.Another advantageous measure can consist in that the pin-slot connection obliquely to the burner axis is arranged. This enables an adjustment of the clear width of the open to the combustion chamber Recirculation cross section by rotating the flame tube, which is particularly easy to use guaranteed.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und zweckmäßige Fortbildungen der übergeordneten Maßnahmen sind in den restlichen Unteransprüchen angegeben und aus der nachstehenden Beispielsbeschreibung entnehmbar.Further advantageous configurations and expedient Further training of the overarching measures are in the remaining subclaims specified and from the The following example description can be found.
Nachstehend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigen:A preferred embodiment of the Invention explained with reference to the drawing. Here demonstrate:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Blaubrenner und Fig. 1 shows a longitudinal section through a blue burner according to the invention and
Fig. 2 eine Teilansicht der erfindungsgemäßen Flammrohrhalterung. Fig. 2 is a partial view of the flame tube holder according to the invention.
Der der Fig. 1 zugrundeliegende Blaubrenner enthält ein von einem stationären Gehäuseteil, hier in Form einer Montageplattform 1 abstehendes Stützrohr 2, dessen als Verbrennungsluft-Bereitstellungsraum fungierender Innenraum an ein Luftgebläse 3 angeschlossen ist. Das Stützrohr 2 umfaßt ein koaxial angeordnetes, von einer Brennstoffpumpe 4 mit Brennstoff, vorzugsweise Heizöl, beaufschlagbares Brennstoffrohr 5, das an seinem vorderen Ende eine als Zerstäuberdüse 6 ausgebildete Einspritzeinrichtung trägt.The blue burner on which FIG. 1 is based contains a support tube 2 protruding from a stationary housing part, here in the form of an assembly platform 1 , the interior of which acts as a combustion air supply space and is connected to an air blower 3 . The support tube 2 comprises a coaxially arranged fuel tube 5 which can be acted upon by a fuel pump 4 with fuel, preferably heating oil and which carries at its front end an injection device designed as an atomizing nozzle 6 .
Am vorderen Ende des Stützrohrs 2 ist eine den Innenraum begrenzende Blendenanordnung 7 vorgesehen, die eine zentrale Blendenöffnung 8 aufweist, über die Brennstoff und Verbrennungsluft nach vorne austreten können. Im dargestellten Beispiel ist die Blendenanordnung 7 zweiteilig ausgebildet. Die Blendenanordnung 7 enthält hier einen äußeren, am Stützrohr 2 befestigten Blendenring mit zentraler Ausnehmung, in die ein zugeordneter Ringeinsatz mit kleinerer, zentraler Ausnehmung wahlweise einsetzbar ist. Je nach Stellung des Ringeinsatzes kommt daher entweder dessen zentrale Durchgangsöffnung oder die größere, zentrale Durchgangsöffnung des äußeren Blendenrings als Blendenöffnung zum Tragen. Der Fig. 1 liegt eine Betriebsstellung zugrunde, bei der die kleinere Blendenöffnung in Form der zentralen Durchgangsöffnung des Einsatzrings zum Tragen kommt. Die vorstehend umrissene Ausgestaltung der Blendenanordnung ermöglicht eine Anpassung des wirksamen Querschnitts der zentralen Blendenöffnung an unterschiedliche Betriebsverhältnisse. Der vorliegende Brenner ist daher zweistufig betreibbar. Zum Verstellen des genannten Einsatzrings ist diesem eine Stelleinrichtung 9 zugeordnet.At the front end of the support tube 2 there is a panel arrangement 7 which delimits the interior and which has a central panel opening 8 through which fuel and combustion air can escape to the front. In the example shown, the panel arrangement 7 is formed in two parts. The diaphragm arrangement 7 here contains an outer diaphragm ring fastened to the support tube 2 , with a central recess into which an associated ring insert with a smaller, central recess can be inserted. Depending on the position of the ring insert, either its central through opening or the larger, central through opening of the outer diaphragm ring is used as the diaphragm opening. FIG. 1 is an operating position is based, wherein the smaller aperture in the form of the central through hole of the insert ring comes to bear. The design of the diaphragm arrangement outlined above enables the effective cross section of the central diaphragm opening to be adapted to different operating conditions. The present burner can therefore be operated in two stages. An actuating device 9 is assigned to adjust said insert ring.
Von der Blendenanordnung 7 steht nach vorne ein koaxial zur zentralen Blendenöffnung 8 angeordnetes Mischrohr 9 ab, das über die Blendenöffnung 8 mit Verbrennungsluft und Brennstoff beaufschlagt wird. Das Mischrohr 9 ist von einem koaxialen Flammrohr 10 umfaßt, das vom Stützrohr 2 nach vorne absteht. Der Durchmesser des Mischrohrs 9 beträgt etwa die Hälfte des Durchmessers des Flammrohrs 10. Die Länge des Mischrohrs 9 entspricht maximal einem Sechstel der Länge des Flammrohrs 10. Der Durchmesser des Flammrohrs 10 kann dem Durchmesser des Stützrohrs 2 entsprechen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Flammrohrdurchmesser etwas kleiner als der Stützrohrdurchmesser. Zum Zünden einer Flamme ist eine in das Flammrohr 10 hineinragende Zündelektrode 11 vorgesehen. Zur Beobachtung der gezündeten Flamme kann ein nach hinten aus dem Flammrohr 10 herausgeführtes Sichtrohr 12 vorgesehen sein.A mixing tube 9 , which is arranged coaxially to the central aperture 8 and projects through the aperture 8 with combustion air and fuel, protrudes from the aperture arrangement 7 . The mixing tube 9 is surrounded by a coaxial flame tube 10 which projects forward from the support tube 2 . The diameter of the mixing tube 9 is approximately half the diameter of the flame tube 10 . The length of the mixing tube 9 corresponds at most to one sixth of the length of the flame tube 10 . The diameter of the flame tube 10 can correspond to the diameter of the support tube 2 . In the illustrated embodiment, the flame tube diameter is slightly smaller than the support tube diameter. To ignite a flame, an ignition electrode 11 protruding into the flame tube 10 is provided. To observe the ignited flame, a sight tube 12 can be provided to the rear of the flame tube 10 .
Das Mischrohr 9 ist über Haltelaschen 13 am äußeren Blendenring der Blendenanordnung 7 starr befestigt. Die Haltelaschen 13 fungieren als Distanzelemente, die einen umlaufenden Spalt ergeben, der als innerer, d. h. zum Flammrohr 10 hin offener Rezirkulationsquerschnitt 14 fungiert, der hier lediglich durch die Haltelaschen 13 unterbrochen ist. Zwischen dem hinteren Ende des Flammrohrs 10 und dem benachbarten vorderen Ende des Stützrohrs 2 bzw. der Blendenanordnung 7 ist ebenfalls ein lediglich durch Haltelaschen 15 unterbrochener Spalt vorgesehen, der als äußerer, d. h. zum Brennraum hin, in äußeren Rezirkulationsquerschnitt 16 Verbrennungsprodukte aus dem Brennraum angesaugt und dem Flammrohr 10 bzw. Mischrohr 9 zugeführt. Aufgrund dieser Rezirkulation von Verbrennungsprodukten lassen sich der Sauerstoff partialdruck und damit die Reaktionstemperaturen senken, wodurch der NOx-Anteil der Abgase abgesenkt wird. Gleichzeitig liefern die rezirkulierenden Abgase die Energie, die zur Erzielung einer optimalen Gemischaufbereitung benötigt wird. The mixing tube 9 is rigidly fastened to the outer diaphragm ring of the diaphragm arrangement 7 via holding tabs 13 . The holding tabs 13 function as spacer elements, which form a circumferential gap, which acts as an inner recirculation cross section 14 , ie, open towards the flame tube 10 , which is only interrupted here by the holding tabs 13 . Between the rear end of the flame tube 10 and the adjacent front end of the support tube 2 or the diaphragm arrangement 7 there is also a gap, which is only interrupted by retaining tabs 15 and which, as the outer, ie towards the combustion chamber, draws 16 combustion products from the combustion chamber into the outer recirculation cross section and fed to the flame tube 10 or mixing tube 9 . Because of this recirculation of combustion products, the oxygen partial pressure and thus the reaction temperatures can be reduced, as a result of which the NO x portion of the exhaust gases is reduced. At the same time, the recirculating exhaust gases provide the energy required to achieve optimal mixture preparation.
Die Temperatur der Rauchgase, die über den äußeren Rezirkulationsquerschnitt 16 aus dem Brennraum angesaugt werden, darf nicht zu niedrig sein, um die Stabilität der Verbrennung nicht zu gefährden. Die Temperatur dieser Rauchgase ist jedoch sehr stark von der Brennraumkonfiguration abhängig und dem entsprechend von Kesseltyp zu Kesseltyp verschieden. Sofern die Temperatur der genannten Abgase zu niedrig ist, ist es daher nötig, die aus dem Brennraum angesaugte Abgasmenge zu verringern. Andererseits kann bei ausreichend hoher Abgastemperatur im Brennraum die Rezirkulationsquote erhöht werden, wodurch sich aufgrund der oben bereits erwähnten Zusammenhänge besonders niedrige NOx-Anteile erreichen lassen.The temperature of the flue gases which are sucked in from the combustion chamber via the outer recirculation cross section 16 must not be too low in order not to endanger the stability of the combustion. However, the temperature of these flue gases depends very much on the configuration of the combustion chamber and accordingly varies from boiler type to boiler type. If the temperature of the exhaust gases mentioned is too low, it is therefore necessary to reduce the amount of exhaust gas drawn from the combustion chamber. On the other hand, if the exhaust gas temperature in the combustion chamber is sufficiently high, the recirculation rate can be increased, as a result of which particularly low NO x components can be achieved due to the interrelationships already mentioned above.
Um die genannte Erhöhung bzw. Absenkung der Rezirkulationsquote zu ermöglichen, ist die Breite des den äußeren Rezirkulationsquerschnitt 16 bildenden Spalts einstellbar. Nach erfolgter Einstellung bleibt die Spaltbreite für den Dauerbetrieb festgelegt. Die Einstellung erfolgt außerhalb des Betriebs. Selbstverständlich wäre es denkbar, zusätzlich zu dieser an den Verhältnissen des Dauerbetriebs ausgerichteten Spalteinstellung auch eine hier nicht näher dargestellte, während des Betriebs verstellbare, dem äußeren Rezirkulationsquerschnitt 16 zugeordnete Absperreinrichtung vorzusehen, mittels derer der äußere Rezirkulationsquerschnitt 16 während der Anfahrphase zur Bewerkstelligung guter Kaltstarteigenschaften ganz oder teilweise verschließbar ist. Ebenso wäre es denkbar, auch eine Einstellbarkeit der lichten Weite des inneren Rezirkulationsquerschnitts 14 vorzusehen. Im dargestellten Beispiel ist der innere Rezirkulationsquerschnitt 14 nicht einstellbar. Die Haltelaschen 13 sind dem entsprechend starr ausgebildet und angeordnet.In order to enable the aforementioned increase or decrease in the recirculation rate, the width of the gap forming the outer recirculation cross section 16 can be adjusted. After the setting has been made, the gap width remains set for continuous operation. The setting is made outside of the company. Of course, it would be conceivable, in addition to this column setting, which is based on the conditions of continuous operation, to also provide a shut-off device, not shown here in greater detail, which is adjustable during operation and assigned to the outer recirculation cross section 16 , by means of which the outer recirculation cross section 16 during the start-up phase to achieve good cold start properties entirely or is partially lockable. It would also be conceivable to provide an adjustability of the clear width of the inner recirculation cross section 14 . In the example shown, the inner recirculation cross section 14 cannot be adjusted. The retaining tabs 13 are designed and arranged accordingly rigid.
Die das Halterohr 10 mit dem Stützrohr 2 verbindende, die Haltelaschen 15 enthaltende, den äußeren Rezirkulationsquerschnitt 16 überbrückende Halteeinrichtung ermöglicht dagegen die erwünschte Verstellbarkeit des Flammrohrs 10 und damit des äußeren Rezirkulationsquerschnitts 16 innerhalb eines vorgegebenen Stellbereichs. Das Flammrohr 10 ist an den vorderen Enden der entsprechend dem Durchmesserunterschied zwischen Flammrohr 10 und Stützrohr 2 gekröpften Laschen 15 befestigt. Über dem Rohrumfang können mehrere derartige Laschen vorgesehen sein. Diese können einzeln etwa mittels einer jeweils zugeordneten Stift-Schlitzverbindung am Stützrohr 2 festlegbar sein. Im dargestellten Beispiel stehen die Laschen 15, wie Fig. 2 zeigt, von einem auf dem Stützrohr 2 aufgenommenen Tragring 17 ab, der in axialer Richtung verstellbar ist. Hierzu ist der Tragring 17 zweckmäßig mehrfach am Umfang mit axialen oder zur Achsrichtung schräg verlaufenden Langlöchern 18 versehen, durch die jeweils eine oder mehrere stützrohrseitig befestigte Halteschrauben 19 durchgreifen, auf die jeweils eine zugeordnete Klemmutter aufgeschraubt werden kann. Im dargestellten Beispiel verlaufen die Langlöcher 18 gegenüber der Richtung der Brennerachse schräg, wodurch bei gelöster Verschraubung durch Drehen des Tragrings 17 eine Verstellung in axialer Richtung und damit eine Änderung der lichten Weite des äußeren Rezirkulationsquerschnitts 16 möglich ist. Die genannte Verdrehbarkeit gewährleistet eine besonders hohe Bedienungsfreundlichkeit. Zur Erleichterung der Einstellung kann dem Haltering 17 eine Skala 20 zugeordnet sein.The holding device connecting the holding tube 10 to the support tube 2 and containing the retaining tabs 15 , bridging the outer recirculation cross section 16 , on the other hand enables the flame tube 10 and thus the outer recirculation cross section 16 to be adjusted within a predetermined adjustment range. The flame tube 10 is fastened to the front ends of the tabs 15 which are bent in accordance with the difference in diameter between the flame tube 10 and the support tube 2 . Several such tabs can be provided over the pipe circumference. These can be individually fixed on the support tube 2, for example by means of a respectively assigned pin-slot connection. In the example shown, the tabs 15 , as shown in FIG. 2, protrude from a support ring 17 , which is received on the support tube 2 and is adjustable in the axial direction. For this purpose, the support ring 17 is expediently provided several times on the circumference with axial or obliquely extending oblong holes 18 through which one or more retaining screws 19 fastened on the support tube side extend, to which an associated clamping nut can be screwed in each case. In the example shown, the elongated holes 18 run obliquely with respect to the direction of the burner axis, as a result of which an adjustment in the axial direction and thus a change in the clear width of the outer recirculation cross section 16 is possible when the screw connection is loosened by rotating the support ring 17 . The mentioned rotatability ensures a particularly high level of user friendliness. A scale 20 can be assigned to the retaining ring 17 to facilitate the setting.
Vorstehend ist zwar ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert, ohne daß jedoch hiermit eine Beschränkung verbunden sein soll. So wäre es beispielsweise auch ohne weiteres möglich, zur Bewerkstelligung der gewünschten Querschnittsänderung anstelle einer Verstellung des Flammrohrs 10 dieses durch Anbringen bzw. Abnehmen von rückwärtigen Verlängerungsringen zu verlängern bzw. zu verkürzen.Although a preferred exemplary embodiment of the invention has been explained in more detail above, this is not intended to imply any limitation. Thus, for example, it would also be readily possible, in order to achieve the desired cross-sectional change, to lengthen or shorten it instead of adjusting the flame tube 10 by attaching or removing rearward extension rings.
Claims (7)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| D2 | Grant after examination | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: MHG HEIZTECHNIK GMBH, 20457 HAMBURG, DE |
|
| R071 | Expiry of right | ||
| R071 | Expiry of right |