DE7930338U1 - Brenner fuer fluessige und/oder gasfoermige brennstoffe, insbesondere fuer industrielle oefen - Google Patents
Brenner fuer fluessige und/oder gasfoermige brennstoffe, insbesondere fuer industrielle oefenInfo
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Brenner für flüssige und/oder gasförmige
Brennstoffe, insbesondere für industrielle öfen
Die Erfindung betrifft einen Brenner für flüssige und/oder gasförmige Brennstoffe,
insbesondere für industrielle Öfen, wie Wärmeöfen, GJuhbehandlungsöfen od.dgl.,
der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Art.
In herkömmlichen Brennern dieser Art werden in der Misch- und Brennkammer
der flüssige und/oder gasförmige Brennstoff und Kaltluft durch geeignete Vorrichtungen
miteinander verwirbelt und abgebrannt. Der Wirkungsgrad eines solchen Brennen ist relativ niedrig, vor allem deshalb, weil die der Misch- und
Brennkammer zugeführte Kaltluft in dieser auf die Entflammtemperatur des Brennstoffs
aufgeheizt werden muß und somit dem Brennstoff einen wesentlichen Teil der ihm innenwohnenden Heizenergie entzieht. Bei einer Betriebstemperatur von
ungefähr 1100°C betrugt der Wirkungsgrad nur etwa 50 %.
Bei einem bekannten Brenner dieser Art werden die den Ofeninnenraum durchströmenden
Abgase unmittelbar am oder nahe dem Brennermund abgesaugt und zur Aufheizung der dem Brenner zuströmenden kalten Verbrennungsluft herangezogen. Dadurch kann der Wirkungsgrad des Brenners zwar beträchtlich gesteigert
werden, doch müssen hierbei einige Nachteile In Kauf genommen werden. Die
an dem Brennermund abströmenden heiSen Abgase, die bei einer Betriebstempe-
ratur des Ofens von etwa 1100 C eine Temperatur von 1300 C - 1400 C
aufweisen, bewirken innerhalb kurzer Betriebszeit eine Zerstörung des
Brenners, insbesondere durch Verzunderung des Brennermetaiis, da diese
Temperaturen selbst für das hitzebeständige Material des Brenners auf Dauer nicht vertraglich sind. Darüberhinaus läßt sich ein solcher Brenner nur
in industriellen Öfen verwenden, in denen das Wärmegut während der Erwärmung in einer geschlossenen Kammer einliegt. Nur bei dieser Art Herdoder
Kammeröfen können in der vorgesehenen Weise die Abgase am Brennermund
abgesaugt werden. Hingegen ist der bekannte Brenner für sogenannte Stoßofen mit einem stetigen Wärmegutdurchsatz völlig ungeeignet.
Der Erfindung Hegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Brenner der eingangs
genannten Art mit gegenüber den herkömmlichen Brennern verbessertem Wirkungsgrad
zu schaffen, der nicht die Nachteile des vorstehend beschriebenen Brenners aufweist, α Iso eine relativ große Lebensdauer besitzt und universell
an allen industriellen Öfen verwendbar ist.
Diese Aufgabe ist bei einem Brenner der im Oberbegriff des Anspruchs 1
definierten Gattung erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen Brenner wird die Misch- und Brennkammer mit
Brennermund durch die vorbeistreichende kalte Verbrennungsluft gekühlt.
Dadurch kann die Misch- und Brennkammer mit Brennenmund auf eiiw
Betriebstemperatur von 800 C - 900 C gehalten werden, die von dem wärmebeständigen Material des Brenners ohne weiteres vertragen werden
kann. Zugleich wird mit dem Kühl effekt ein Verbrennungsluft-Vorwärmeffekt
verbunden. Die an der Misch- und Brennkammer vorbeistreichende kalte Verbrennungsluft wird vor ihrem Eintritt in die Misch- und Brennkammer
beträchtlich aufgeheizt, wodurch in bekannter Weise der Wirkungsgrad des Brenners insgesamt verbessert wird. Eine weitere Verbesserung des Wirkungsgrades
wird auch dadurch erzielt, daß die bei herkömmlichen Brennern
üblicherweise auftretenden Wärmeabstrahlverluste vollständig zur Aufheizung
der Verbrennungsluft ausgenutzt werden. Die hierbei erzielbare Vbrwärmtemperatur
der in die Misch- und Brennkammer eintretenden Verbrennungsluft beträgt ca. 200°C - 300°C. Infolge der erfindungsgemäßen Brennerkühlung
durch die dem Brenner zugeführte Verbrennungsluft und der dadurch zugleich bewirkten Vorwärmung der Verbrennungsluft selbst können bei dem
erfindungsgemäßen Brenner bei gutem Wirkungsgrad Betriebstemperaturen von bis zu 1300°C - 1400°C erzieh werden, ohne daß die Lebensdauer des
Brenners beeinträchtigt wird.
Besonders vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den
Ansprüchen 2 - 6,einzeln oder in Kombination. Alle diese Äusführungsfcrmen
tragen zu einem guten Wärmeaustausch zwischen der Misch- und Brennkammer und der Verbrennungsluft bei. Durch die konzentrisch verlaufenden
Luftleitkanäle läßt sich bei kurzer Baulänge des Brenners ein genügender Wärmekontakt .".wischen Misch- und Brennkammer und Verbrennungsluft
selbst bei großem Luftdurchsatz sicherstellen. Gleichzeitig wird ein Wärmegefälle
von der Misch- und Brennkammer zur Außenwand des Brenners erzielt, durch welches die Wärmeabstrahlverluste des Brenners drasthch gesenkt
werden.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich auch aus den
Ansprüchen 7-11. Einzeln oder in Kombination ergeben diese Ausführungsformen insgesamt einen kompakten Brenner, der außer seiner Befestigung an
der Brenneröffnung des Ofens keiner gesonderten baulichen Maßnahmen an diesem bedarf. Somit kann der Brenner als kompaktes Aggregat innerhalb kürzester
Zeit bei jedem Ofentyp montiert und ebenso schnell ausgewechselt werden. Der Brenner ist konstruktiv einfach aufgebaut und preiswert zu fertigen.
Der dünnwandige Mantel des Zw! sehen topf es, der die konzentrischen Luftleitkanäle
voneinander trennt, gewährleistet einen guten Wärmeaustausch zwischen den beiden Luftleitkanälen, was die Verbesserung des vorstehend
bereits angesprochenen Wärmegefälles zwischen Misch- und Brennkammer und dem äußeren Gehäuse des Brenners fordert.
Vorteilhaft sind auch die Ausführungsformen der Erfindung gemäß den Ansprüchen
12 und 13. Die Dra!Ischeibe mit den entsprechenden Luftdurchtrirfsschlitzen
und -bohrungen gewährleistet eine gute Verwirbelung der Verbrennungsluft und damit eine verbesserte Zerstäubung des flüssigen oder
gasförmigen Brennstoffes und eine verbesserte Vermischung von Brennstoff und Verbrennungsluft. Dadurch wird der Verbrennungsgrad des Brennstoffes
wesentlich gesteigert, die Menge der nicht verbrennenden Rückstände wesentlich gesenkt und der Wirkungsgrad des Brenners insgesamt verbessert.
Besonders vorteilhaft ist d'Jsei die Ausfuhrungsform der Erfindung gemäß
Anspruch 14. Durch den erfindungsgemäßen Ringspalt wird an der Innenwand der Misch- und Brennkammer ein Luftvorhang aufgebaut, der verhindert, daß
sich nicht verbrannter, insbesondere flüssiger Brennstoff, wie Öl, an der
Innenwand der Misch- und Brennkammer, insbesondere aber an der schamotteausgekleideten
Ofenöffnung für den Brenner ablagern und hier den gefürchreten Ölkohleansatz bilden kann, der allmählich den Brennermund zusetzt. Durch
den erfindungsgemäßen Luftvorhang werden ÖlrUcksttJnde von der Innenwand der Misch- und Brennkammer abgeblasen und bei der vorgesehenen Luft-Ie;
rf lache etwa zur FJammitte hin geblasen, wo sie verbrannt werden.
Eine Ölkohleablagerung In der Brenneröffnung des Ofens wird damit vollständig
verhindert.
Vorteilhaft ist auch die Ausführt'ngsform der Erfindung gemäß Anspruch
15 und 16, insbesondere in Verbindung mit der AusJührungsform des Anspruchs
21. Durch diese Maßnahmen erfolgt bei dem mit flüssigem Brennstoff
versorgten Brenner die Vermischung von Brennstoff und Öl in zwei Stufen. Am Ausgang des Öl Stockes vermischt sich in einer Primärsrufe die
durch die Bohrungen in dem Rohrstutzen eintretende und durch die Zentralbohrung in der Drallscheibe austretende Verbrennungsluft mi; dem aus dem Öl stock austretenden
Öl. In der Sekundarstufe wird dieses Öl-Luft-Gemisch mit der
durch die Luftdurchtrittsschlitze und -bohrungen in der Drallscheibe hindurchfretenden,
stark verwirbelten Verbrennungsluft gemischt. Durch diese
Maßnahmen wird eine wesentlich erhöhte Brennstoffauinutzung erzielt und
damit der Wirkungsgrad des Brenners betrachtlich gesteigert.
Eine vorteilhafte Ausfuhrungsform der Erfindung ergibt sich auch aus Anspruch
23. Durch diese Maßnahme wird ebenso bei einem mit gasförmigem Brennstoff, wie Leuchtgas, Stadtgas, Erdgas od.dgl., gespeisten Brenner
die Vermischung von Gas und Luft verbessert und somit der Wirkungsgrad des Brenners gesteigert.
Besonders vorteilhaft ist auch die Ausfuhrungsform der Erfindung gemäß
Anspruch 19. Durch diese Maßnahmen ist es möglich, den Brenner ohne konstruktive Änderungen mit einem öl- oder Allgasstock auszurüsten. Dadurch
ist es auch möglich, jederzeit einen mii dem erfindungsgemößen Brenner
ausgerüsteten Ofen von öl- auf Gasfeuerung oder umgekehrt umzustellen.
Diese Umstellung ist mit geringstem Montageaufwand möglich, da lediglich der Brennstoffsrock ausgetauscht werden muß.
Eine vorteilhafte Ausfuhrungsform der Erfindung ergibt sich auch aus Anspruch
20. Durch diese Maßnahmen ist es möglich, je nach Bedarf einen Zünd-Pilotbrenner oder eine ZUnd-Elektrade,allein oder gemeinsam mit einer
lonisations-Elektrode,zusammen mit dem zugehörigen Brennstoffstock in die
Misch- und Brennkammer einzusetzen. Es ist auch möglich, durch eine der erfindungsgemäß vorgesehenen öffnungen hindurch die öl flamme mittels
eines UV-Überwachungsgerätes zu kontrollieren.
Besonders vorteilhaft ist auch die Ausföhrungsfonm der Erfindung gemäß
Anspruch 25. Durch diese Maßnahmen können am Brenner Wartung»- und
Reparaturarbeiten vorgenommen werden, ohne den Brenner selbst vom Ofen demontieren zu müssen.
Der vollständige Wortlaut der Ansprüche ist vorstehend allein zur Vermeidung
unnötiger Wiederholungen nicht wiedergegeben, sondern statt dessen
lediglich durch Nennung der Anspruchsnummer darauf Bezug genommen.
Hierdurch haben jedoch alle diese Anspruchsmerkmale als an dieser Stelle
ausdrücklich und erfindungswesentlich offenbart zu gelten.
Weitere Ausfuhrungsformen der Erfindung mit erfindungswesentlichen Ausgestaltungen
und Weiterbildungen sind Gegenstand weiterer, vorstehend nicht explizit aufgeführter Ansprüche, auf die hier ausdrücklich Bezug genommen
wird.
Die Er. indung ist anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt eines Brenners mit einem Brenneinsatz für flüssigen Brennstoff,
Fig. 2 einen Längsschnitt des gleichen Brenners wie in Fig. 1,
jedoch mit einem Brenneinsatz für gasförmigen Brennstoff,
F;g. 3 eine Draufsicht des Brenners in Fig. 1 und 2 in Richtung
Pfeil III bei fehlendem Brenneinsatz.
Der in den Figuren dargestellte Brenner für industrielle Öfen, insbesondere
für Wärmeöfen, Gluhbehandlungsöfen od.dgl., kann sowohl mit flüssigen
Brennstoffen,wie öl od.dgl.,als auch mit gasförmigen Brennstoffen, wie
Stadt-, Leucht-, Erdgas od.dgl., betrieben werden.
Der Brenner weist eine Misch- und Brennkammer 10 auf, die in einem
Brenneimund 11 endet. Der Brenner ist an einem in Fig. 1 und 2 durch
Strichlinierung gekennzeichneten Ofen derart angesetzt, daß der Brennermund 11 mit der mit Schamottesteinen ausgekleideten Flammeintrirfsöffnurig
12 im Ofen fluchtet. Auf der dem Brennermund 11 abgekehrten Seite der
Misch- und Brennkammer 10 sind nachstehend noch näher beschriebene Bntrittsöffhungen
vorgesehen, zu welchen hin die Zuleitung der Verbrennungsluft erfolgt.
Der Brenner weist ein etwa topf artiges, zylindrisches Gehäuse 13 auf, dessen
Gehä'Jsemantel 14 die Misch- und Brennkammer 10 in Abstand konzentrisch
umgibt und dessen Gehäuseboden 15 eine mit der Brennerachse 16 koaxiale öffnung
17 aufweist. In der öffnung 17 ist die Misch- und Brennkammer 10
nahe dem Brennermund 11 in das Innere des Gehäuses 13 hinein abstehend gehalten. Der Gehäuseboden 15 und die Außenwand 18 der Misch- und Brennkammer
10 sind miteinander verschweißt. Auf der Innenseite weist der Gehauseboden
15 eine einwärts gewölbte Luftumlenkfläche 19 auf, die ringförmig um die Misch- und Brennkammer 10 herum verläuft. An dem vom Gehäuseboden
15 abgekehrten Ende trägt das Gehäuse 13 einen Innen-Ringflansch 20,
der eine Vielzahl von Über den Umfang vorzugsweise gleichmäßig verteilten
Durchgangsbohrungen 21 aufweist, deren Achsen parallel zu der Brennerachse 16 ausgerichtet sind. Das Gehäuse 13 trägt nahe dem Gehäuseboden 15 einen
nach außen abstehenden Befestigungs-Ringflansch 22 mit Befestigungslöchern
23, durch welche hindurch der Befestigung des Gehäuses am Ofen dienende
Befestigungsmittel, wie Schrauben od.dgl., hindurchgeführt werden können.
% zu diesen ein zylindrischer Zwischen topf 24 eingeschoben, der durch der
ύ Innen-Ringflansch 20 am Gehäuse 13 hindurchtritt und sich an diesem abstützt,
stehen Über das vom Brennermund 11 abgekehrte Ende der Misch- und Brennkammer
10 weit Über. Hier, auf der vom Gehäuseboden 15 abgekehrten Stirnseite,
ist auf dem Gehäuse 13 eine diese überdeckende zylindrische Kappe 26
aufgesetzt. Diese Kappe 26 trägt einen radial von der Kappe abstehenden, quer zur Brennerachse 16 sich erstreckenden Luftzuführstutzen 27, der in einer
LuftzufÖhröffnung 28 in der Kappe 26 mündet. Die Kappe 26 ist über eine
zur Brennerachse 16 koaxiale Hülse 29 an dem Boden 30 des Zwischenfepfes
24 befestigt und umgreift das Gehäuse 13 auf einem am Gehäusemantel 14 angeordneten
Zentrierbund 31 dichtend. In der Hülse 29 sind über den Umfang vorzugsweise gleichmäßig verteilt angeordnete Radialbohrungen 32 vorgesehen.
An dem Boden 30 des Zwischentopfes 24 ist ein mit der Brennerachse 16
koaxialer Rohrstutzen 33 befestigt, der in das Innere des Zwischentopfes 24 hinein quer von dem Boden 30 absteht. An dem freien Ende des Rohrstutzens
33 ist eine DralIscheibe 34 verschraubt, die parallel zum Boden 30 des
Zwischentopfes 24 ausgerichtet ist und an dem vom Brennermund 11 abgekehrten
Ende der Misch- und Brennkammer 10 in diese hineinragt. Die Drallscheibe 34 weist eine mit der Brennerachse 16 koaxiale Zentralöffnung
35 und um diese konzentrisch angeordnete/ Über den Umfang gleichmäßig
vorteilte Luftdurchtrittsbohrungen 36 und Luftdurchtrittsschlitze 37 auf
(Fig. 3). Die Luftdurchtrir.sschlitze 37 sind nicht axial ausgerichtet, sondern
verlaufen in einem spitzen Winkel zur Brennerachse 16, so daß die durch
diese Luftdurchtrittsschlitze 37 hindurch tretende Luft einen der besseren Luftverwirbel
ung dienenden Drall erhält. Der Durchmesser der Drallscheibe 34 ist derart bemessen, daß zwischen der Innenwand 38 der Misch- und Brennkammer
10 und der Umfangsfiäche 39 der Drallscheibe 34 ein Ringspalt 40 verbleibt.
An den Ringspalt schließt sich eine zur Brennerachse 16 hin gerichtete umlaufende Luftleitfläche 41 an. Diese Luftleitfläche 41 ist an einer
im wesentlichen stumpfwinkligen Einsenkung 42 in der Innenwand 38 der Misch- und Brennkammer 10 angeordnet. Die Zentralöffnung 35 in der Drallscheibe
34 ist derart bemessen, daß sie von dem Rohrstutzen 33 umschlossen ist. Der
Rohrstutzen trägt am Umfang vorzugsweise gleichmäßig verteilte Bohrungen 43 mit radialer Bohrungsachse.
Durch diesen vorstehend beschriebenen Aufbau des Brenners weist dieser einen
die Misch- und Brennkammer 10 etwa konzentrisch umgebenden, im Querschnitt kreisringförmigen inneren Luftleitkanal 44 und einen den inneren
Luftleitkanal 44 etwa konzentrisch umgebenden, im Querschnitt kreisringförmigen äußeren Luftleitkanal 45 mit einer der Luftströmungsrichtung des inneren
Luftleitkanals 44 entgegengesetzten Luftströmungsrichtung auf. Der dünnwandige
Mantel 25 des Zwischeniopfes 24 stellt zugleich eine Wandung des inneren und des äußeren Luftleitkanals 44, 45 dar. Durch die Dünnwandigkeit des
Mantels wird ein guter Wärmeaustausch zwischen den beiden Luftleifka-
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nälen 44, 45 ermöglicht. Der Gehäusemantel 14 bildet die äußere Wandung
des äußeren Luftleitkanals 45, während die innere Wandung des inneren
Luftleitkanals 44 von der Wandung der Misch- und Brennkammer 10 selbst
gebildet ist. Die beiden Luftleitkanäle 44, 45 sind nahe dem Brennermund
11 durch den bis auf die Außenwand 18 der Misch- und Brennkammer 10
reichenden Gehäuseboden 15 miteinander verbunden.
Der Anschluß der beiden Luftlettkanäle 44, 45 einerseits an die Lufteintrittsöffnungen
in der Drallscheibe 34 und andererseits an die Luftzuführöffnung 28 in der Kappe 26 sind durch zwei axial hintereinander angeordnete
koaxiale Luftverteilungskammem 46, 47, in Form von Ringkammern,
sichergestellt. Die innere Luftverteilungskannner 46 verbindet den inneren
Luftleitkanal 44 mit den Lufteintrittsuffnungen in Form der Luftdurchtrittsbohrungen
36 und Luftdurchtrittsschlitze 37 in der Drallscheibe 34. Die äuße-e Luftverteilungskammer 47 verbindet den äußeren Luftleitkanal 45
Über die Durchgangsbohrungen 21 mit der Luftzufuhröffnung 28 in der Kappe
26 bzw. dem Luftzufuhrstutzen 27. Wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich wird somit die innere Luftverteilungskammer 46 von dem Mantel 25 und
dem Boden 30 des Zwischentopfes 24 und der Drallscheibe 34 begrenzt, während die äußere Luftverteilungskammer 47 von der Kappe 26 einerseits
und dem Boden 30 des Zwischentopfes 24 und dem Innen-Ringflansch 20
des Gehäuses 13 andererseits begrenzt ist.
Wie aus dem vorstehend beschriebenen ersichtlich, ist somit die Luftzuleitung
in unmittelbarem Wärmeaustausch mit der Misch- und Brennkammer Über die Außenwand 18 dieser gefuhrt. Dabei verläuft die Luftzuleih;ng in
Strömungsrichtung der Verbrennungsluft gesehen gegenläufig zu der Flammrichtung
in der Misch- und Brennkammer 10 von oder nahe dem Brennei1-mund
11 bis hin zu dem vom Brennermund 11 abgekehrten Ende der Misch- und Brennkammer 10. Die durch den Luftzufuhrstutzen 27 zuströmende kalte
Verbrennungsluft tritt durch die LuftzirfUhröffnung 28 in der Kappe 26 in
die äußere Luftverteilungskammer 46 ein und strömt hier durch die Durch-
gangsbohrungen 21 im Innen-Ringflansch 20 am Gehäuse 13 in den äußeren
LuftJeitkanal 45 ein. An der Luftumlenkfläche 19 am Gehäuseboden 15 wird
die Luft umgelenkt und durchströmt nunmehr in unmittelbarem Wärmeaustausch mit der Misch- und Brennkammer 10 den inneren Luftleitkanal 44
bis hin zur inneren Luftverteilungskammer 46. Von hier strömt ein Teil
der Verbrennungsluft über die Bohrungen 43 in den Rohrstutzen 33 und von
hier aus Über die Zentral öffnung 35 in der Drallscheibe 34 in die Misthund
Brennkammer 10, während ein weiterer Teil der Verbrennungsluft direkt
aus der inneren Luftverteilungskammer 46 durch die Luftdurchtrittsbohrungen
36 und Luftdurchtrittsschlitze 37 in der DrcIUcheibe 34 und durch den Ringspalt
40 zwischen Drallscheibe 34 und Innenwand 38 der Misch- und Brennkammer
10 in diese eintritt. Die an der Außenwand 18 des Misch- und Brennraumes 10 entlangstreifende Luft kühlt die Misch- und Brennkammer 10
unter Wärmeaufnahme. Ein Teil der hier aufgenommenen Wanne gibt die
im inneren Luftleitkanal 44 strömende Luft Über den Mantel 25 des Zwischentopfes
24 an die in den äußeren Luftleitkanal 45 einströmende, wesentlich kältere Verbrennungsluft ab, so daß diese bereits im äußeren Luftleitkanal
45 vorgewärmt wird. Dadurch entsteht auch ein Wärmegefälle von der Misch- und Brennkammer 10 zu dem Mantel 14 des Gehäuses 13, durch
welchen die Wärmeabstrahlverluste des Brenners weitgehend reduziert sind. Hierdurch wird nicht nur der Wirkungsgrad des Brenners wesentlich verbessert,
sondern auch die Temperatur, der vor allem die Misch- und Brennkammer
und der Brennermund 11 ausgesetzt sind, bei vorgegebener Betriebstemperatur des Brenners wesentlich reduziert, wodurch sich die Lebensdauer des
Brenners wesentlich erhöht. Z.B. beträgt bei einer vorgegebenen Betriebstemperatur
des Brenners von ca. 1100 C die Temperaturbelastung für die Misch- und Brennkammer 10 mit Brennermund 11 nur etwa 800°C - 900°C.
Die etwa mit Raumtemperatur durch den LuftzufUhrstutzen 27 zuströmende
Verbrennungsluft wird bis zu ihrem Einströmen in die Misch-und Brennkammer
10 auf eine Temperatur von ca. 2000C - 300°C aufgeheizt. Diese Vorwärmung
der Verbrennungsluft mit der bei herkömmlichen Brennern sonst verlorenen Abstrahlwärme des Brenners selbst fuhrt zu einer Verbesserung des
Wirkungsgrades des Brenners. Dieser Wirkungsgrad wird noch dadurch gesteigert,
daß durch die beschriebene Luftzuleitung die Brennstoffausnutzung
wesentlich erhöht wird. Zum einen erfolgt über die durch den Rohrstutzen
33 und die Zentralöffnung 35 in der Drallscheibe 34 in die Misch- und
Brennkammer 10 einströmende Luft eine Vor- oder Primärmischung von Ver-
£ brennungsluft und Brennstoff, was insbesondere bei flüssigem Brennstoff vor-
p teilhaft ist, während die durch die Luftdurchtrittsbohrungen 36 und Luft-
sp durchtrittsschlitze 37 verwirbelre Luft noch eine weitere Vermischung des
besser verbrannt werden. Zum anderen wird durch die durch den Ringspalt
40 in die Misch- und Brennkammer 10 einströmende Luft verhindert, daß
'4 sich primär nicht verbrannte Brennstoffreste, insbesondere Ölreste, an
der Innenwand 38 der Misch- und Brennkammer 10 oder gar in der Flammeintrlttsöffnung
12 des Ofens ablagern können. Diese unverbrannten Brenn-Stoffreste werden vielmehr durch den mittels des Ringspaltes 40 erzeugten
starken Luftstromes von der Innenwand 38 der Misch- und Brennkammer 10 weg zurück in die Flamme geblusen, wo sie dann sekundär verbrennen.
Diese beiden vorstehend beschriebenen Maßnahmen ermöglichen eine hohe Brennstoffausnutzung und verbessern dadurch den Wirkungsgrad des Brenners
beträchtlich.
In der Stirnseite der Kappe 26 und in dem Boden 30 des Zwischentopfes 24
sind jeweils eine zur Zentralöffnung 35 in der Drallscheibe 34 koaxiale Durchgangsöffnungen 48 bzw. 49 vorgesehen. Die Durchmesser dieser Durchgangsöffnungen
48, 49 entsprechen dem Innendurchmesser des Rohrstutzens Ein Brennstoffstock 50, der ein öl stock 51 (Fig. 1) oder ein Allgasstock 52
(Fig. 2) sein kann, ist durch die beiden Durchgangsöffnungen 48 und 49 hindurchgeführt und in diesen gehalten. Weiterhin weist die Kappe 26
in ihrer Stirnseite zwei einender im wesentlichen diametral gegenüberliegende
Öffnungen 53, 54 mit zur Brennerachse 16 geneigten Öffnungsachsen 55, 56 auf, die sich auf der Brennerachse 15 in einem Punkt schneiden.
In dem Boden 30 des Zwischentopfes 24 und in der Drallscheibe 34 sind
mit diesen Öffnungen 53 bzw. 54 längs den Öffnungsachsen 55 bzw, 56 fluchtende Bohrungen 57, 59 bzw. 58, 60 vorgesehen. Die Kappe 26, die
Hülse 29 und der Zwischentopf 24 mit daran gehaltenem Rohrstutzen 33 bilden eine Baueinheit, die von dem Gehäuse 13 komplett abziehbar ausgebildet
ist. Dies ermöglicht in einfacher Weise Wartungs- und Reparaturarbeiten am Brenner ohne dessen vollständige Demontage vom Ofen. Das
Gehäuse 13 und die Misch- und Brennkammer 10 bestehen aus hitzebeständigem Materie!.
Die in Fig. 1 und 2 dargestellten Brenner unterscheiden sich nur dadurch,
daß in dem Brenner gemäß Fig. 1 ein Brenneinsatz für flussigen Brennstoff,
wie Öl od.dgl., und in dem Brenner gemäß Fig. 2 ein Brenneinsatz für
gasförmigen Brennstoff, also verschiedene Arten von Gas,vorgesehen ist.
Der Brenneinsatz für Öl besteht gemäß Rg. 1 aus dem Öl stock 51 und einem ZUnd-Pilotbrenner 61. Der zur Ölzufuhr dienende Ölstcck 51 ist
in seinem vorderen Endbereich im Außendurchmesser wesentlich kleiner als der Innendurchmesser des Rohrstutzens 33 und endet nahe dessen MUndunci,
also nahe der Zentralöffnung 35 in dem Rohrstutzen 33. Hierdurch entsteht zwischen der Innenwand des Rohrstutzens 33 und dem vorderen Bereich des
öl Stockes 51 ein relativ breiter Ringkanal, durch welchen die durch die
Bohrungen 43 in das Innere des Rohrstutzens 33 zur Primärmischung eintretende Verbrennunsluft hindurch-und durch die Zentral Öffnung 35 in die
Misch- und Brennkammer 10 einströmt. Der Zünd-Pi lötbrenner 61 ist durch
die öffnung 54 in der Kappe 26 und den damit fluchtenden Bohrungen 58
und 60 im Boden 30 des ZwischentcpfbS 24 und in der Drallscheibe 34
hindurchgeführt und ragt mit seinem Ende in die Misch- und Brennkammer
hinein.
Der Brenneinsatz für gasförmigen Brennstoff in dem Brenner gemäß Fig. 2
besteht aus dem Allgasstock 52, durch welchen verschiedene Arten von Gas der Misch- und Brennkammer 10 zugeführt werden können, einer Zünd-Elektrode
62 und einer lonisations-Eiektrode 63. Der Allgasstock 52 Ist In seinem
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vorderen Bereich - im Gegensatz zu dem ölstock 51 in Fig. 1 - im Außendurchmesser
nur geringfügig kleiner als der Innendurchmesser des Rohrstutzens 33. Der Allgasstock 52 ragt weit tn die Misch- und Brennkammer 10 hinein
und trägt hier unmittelbar vor der Zentralöffnung 35 in der Drallscheibe 34
radiale GasaustritrsdUsen 24, die Ober den Umfang gleichmäßig verteilt angeordnet
sind. Zwischen der zur Misch- und Brennkammer 10 hin sich verjüngenden Zentral öffnung 35 und dem Außenur.ifang des Allgasstockes 52 ist
nur ein äußerst kleiner Restringspalt vorhanden. Die Zünd-Elektrode 62 ist
durch die Bohrung 54 in der Kappe 26 und den damit fluchtenden Bohrungen
58 und 60 in dem Boden 30 des Zwischentopfes 24 und in der Drallscheibe 34 bis in dit Misch- und Brennkammer 10 hindurchgeführt. Die lonisations-Elektrode
63 ist durch die öffnung 53 in der Kappe 26 und den damit fluchtenden Bohrungen 57 und 59 im Boden 30 des Zwischentopfes 24 bzw.
in der Drallscheibe 34 ebenfalls bis in die Misch- und Brennkammer 10
hindurchgesteckt.
Bei den Brennern gemäß Fig. 1 und 2 kann in dem Brenneinsatz für öl der Zünd-Pi
lötbrenner 61 auch gegen eine gleichartige Zünd-Elektrode 62, wie sie bei
dem Brenneinsatz für Allgas Verwendung findet, ausgetauscht werden. Ebenso
kann in dem Brenneinsatz für Allgas anstelle der ZUnd-Elektrode 62 auch der
Zünd-Pilötbrenner 61 verwendet werden.
Bei dem vorstehend beschriebenen, erfindungsgemäßen Brenner ist es selbstverständlich
auch möglich, die dem Luftzufuhrstutzen 27 zuströmende Verbrennungsluft
zuvor in bekannter Weise mittels Rekuperatoren zusätzlich vorzuwärmen.
Claims (26)
1. Brenner für flüssige und/oder gasförmige Brennstoffe, insbesondere für industrielle
Öfen, wie Wärmeöfen, Gluhbehandlungsöfen od.dgl., mit einer in einerr. Brennermund endenden Misch- und Brennkammer und mit einer zu Eintrittsöffnungen
ση der dem Brennermund abgekehrten Seite der Misch- und Brennkammer hinfuhrenden Luftzuleitung, dadurch gekennzeichnet,
daß die Luftzuleitung in unmittelbarem Wärmeaustausch mit der Misch- und Brennkammer (10) über die Außenwand (18) dieser geführt ist.
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2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftzu-
leitungen Strömungsrichtung der Luft gesehen, gegenläufig zu der Flammrich-
£ tung in der Misch- und Brennkammer (10) von oder nahe dem Brennermund
(11) bis hin zu dem vom Brennermund (11) abgekehrten Ende der Misch- und
Brennkammer (10) verläuft.
3. Brenner nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen die,
vorzugsweise rohrförmige, Misch- und Brennkammer (10) etwa konzentrisch
umgebenden, vorzugsweise im Querschnitt kreisringförmigen, Luftleitkanal
(44), dessen innere Wandung von der Wandung der Misch- und Brennkammer (10) selbst gebildet ist.
4. Brenner nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen den
Luftleitkanal (44) etwa konzentrisch umgebenden, vorzugsweise im Querschnitt kreisringförmigen, äußeren Luftleitkanal (45) mit einer der Luftströmungsrichtung des inneren Luftleitkanals (44) entgegengesetzten Luftströmungsrichtung,
dessen innere Wandung von der äußeren Wandung des inneren Luftleitkanals (44) selbst gebildet ist und der an oder nahe dem Brennermund
(11) mit dem inneren Luftleitkanal (44) verbunden ist.
5. Brenner nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der
äußere Luftleitkanal (45) mit einer Luftzuführöffnung (28) und der innere Luftleitkanal (44) mit Lufteintrittsöffnungen (35, 36, 37) in der Misch-
und Brennkammer (10) in Verbindung steht.
6. Brenner nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch zwei axial hintereinander angeordnete koaxiale Luftverteilungskammern (46, 47),
vorzugsweise Ringkammern, von denen die eine den inneren Luftleitkanal
(44) mit den Lufteintrittsöffnungen (35 - 37) ir der Misch- und Brennkammer (10) und die andere den äußeren Luftleitkanal (45) mit oier
Luftzufuhröffnung (28) verbindet.
7. Brenner nach einem der Ansprüche 1 -6, gekennzeichnet durch
ein etwa topfartiges, vorzugsweise zylindrisches, Gehäuse (13), dessen
Gehäuseboden (15) eine Öffnung (17) aufweist, in welcher die Misch- und Brennkammer (10), vorzugsweise nahe dem Brennermund (11), ins
Gehäuseinnere abstehend gehalten, vorzugsweise darin eingeschweißt, ist/
und dadurch,, daß der Gehäusemantel (14) die äußere Wandung des äußeren Luftleitkanals (45) darsteflt.
8. Brenner nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäuseboden (15) die Misch- und Brennkammer (10) dicht umschließt
und auf der Innenseite eine einwärts gewölbte, vorzugsweise umlaufende, Luftumlenkfläche (19) aufweist.
9. Brenner nach Anspruch 7 oder 8, gekennzeichnet durch einen
zwischen dem Gehäuse (13) und der Misch- und Brennkammer (10) in Abstand zu diesen eingeschobenen, vorzugsweise zylindrischen, Zwischentopf
(24), der in Abstand vor dem Gehauseboden (15) endet und dessen Mantel (25) zugleich eine Wandung des äußeren und des inneren Luftlei
tkanals (44, 45) bildet,und vorzugsweise dadurch, daß der Mantel
(25) des Zwischentopfei (24) dünnwandig ausgebildet ist.
10. Brenner nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse
(13) an seinem vom Gehöuseboden (15) abgekehrten Ende einen Innen-Ringflansch (20) trägt, der eine Vielzahl von Ober den Umfang
verteilten Durchgangsbohrungen mit zur Brennerachse (16) parallelen
Achsen aufweist, und vorzugsweise daß des Zwischentopf (24) durch den
Innen-Ringflansch (20) hindurchtritt und sich an diesem abstutzt.
11. Brenner nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß
das Gehäuse (13) und der Zwischentopf (24) Über das vom Brennermund
(11) abgekehrte Ende der Misch- und Brennkammer (10) Überstehen und
daß die eine, innere Luftverteilungskammer (46) von dem Mantel (25)
und dem Boden (30) des Zwischentopfes (24) begrenzt ist.
12. Brenner nach einem der Ansprüche 9 - 11, dadurch gekennzeichnet,
dcß an dem vom Brennermund (11) abgekehrten Ende der Misch-
und Brennkammer (10) eine die Lufteintrittsdffnungen (35 - 37) aufweisende
Dra!Ischeibe (34) angeordnet ist und daß die im wesentlichen parallel zum Boden (30) des Zwischentopfes (24) ausgerichtete Drd Ischeibe
(34) eine Begrenzungswand der einen, inneren Luftverteilungskammer (46) bildet.
13. Brenner nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Drallscheibe (34) ds Lufteintrittsöffnungen eine zur Brennerachse (16)
koaxiale Zentrdöffnung (35) und konzentrisch um diese Ober den Umfang
verteilte/ zur Luftverwirblung entsprechend geformte Luftdurchtrittsschlitze
(37) und -bohrungen (36) aufweist.
14. Brenner nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen der Innenwand (38) der Misch- und Brennkammer (10) und der Umfangsfläche (39) der Drallscheibe (34) ein Ringspalt (40) vorhanden
ist und vorzugsweise daß die Innenwand (38) eine umlaufende, sich unmittelbar an den Ringspult(40) anschließende, zur Brennerachse (16) hin ausgerichtete
Luftleitfläche (41) aufweist, die vorzugsweise an einer im wesentlichen stumpfwinkligen Einsenkung (42) in der Innenwand (38) der
Misch- und Brennkammer (10) angeordnet ist.
15. Brenner nach einem der Ansprüche 12 - 14, dadurch gekennzeichnet,
daß die Drallscheibe (34) an einem Rohrstutzen (33) gehalten, vorzugsweise verschraubt, ist, der seinerseits an dem Boden (30) des Zwischentopfes
(24) befestigt ist.
16. Brenner nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der
Rohrstutzen (33) die Zentralöffnung (35) der Drallscheibe (34) umschließt und am Umfang verteilte Bohrungen (43) mit radialer Bohrungsachse aufweist.
17. Brenner nach einem der Ansprüche 9 - 16, dadurch gekennzeichnet,
daß auf der vom Gehäuseboden (15) abgekehrten Stirnseite des Gehäuses (13) eine diese öberdecktnde Kappe (26) aufgesetzt ist, die
mit dem Irmen-Ringflansch (20) des Gehäuses (13) und dem Boden (30)
des Zwischentopfes (24) die andere, äußere Luftverteilungskammer (47) einschließt, und vorzugsweise daß die Luftzufuhröffnung (28) an einem
von der Kappe (26) radial abstehenden, vorzugsweise rohrförmigen, Lufhzuführshitzen
(27) angeordnet ist.
18. Brenner nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die
Kappe (26) mittels einer zur Brennerachse koaxialen Hülse (29) an dem
Boden (30) des Zwischentopfes (24) befestigt ist und das Gehäuse (13),
vorzugsweise auf einem Zentrierbund (31), dichtend Übergreift und vorzugsweise
daß die Hülse (29) Über den Umfang verteilt angeordnete Radi albohrungen
(32) aufweist.
19. Brenner nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet,
daß in der Stirnseite der Kappe (26) und in dem Boden (30) des Zwischentopfes
(24) zur Zentralöffnung (35) in der Drallscheibe (34) koaxiale Durchgangsöffnungen (48, 49) vorgesehen sind, in welche ein Brennstoffstock
(50), wie öl- oder Allgasstock (51, 52), ein- und hindurchführbar
und darin gehalten ist.
20. Brenner nach einem der Ansprüche 17 - 19, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kappe (26) in ihrer Stirnseite zwei einander im wesentliehen
diametral gegenüberliegende öffnungen (53, 54) mit zur Brennerachse
(16) geneigten Öffnungsachsen (55, 56), die sich auf der Brennerachse
(16), vorzugsweise in einem Punkt, schneiden, aufweist, und daß in dem Boden (30) des Zwischentopfes (24) und in der Drallscheibe \34)
damit längs den Öffnungsachsen (55, 56) fluchtende Bohrungen (57 - 60)
vorgesehen sind.
21. Brenner nach einem der Ansprüche 19 od. 20, dadurch gekennzeichnet,
daß der ölstock (51) in seinem vorderen Endbereich im Außendurchmesser wesentlich kleiner als der Innendurchmesser des Rohrstutzens (33) ist und nahe dessen Mündung in diesem endet und vorzugsweise
daß durch eine der Offnungen (54) in der Kappe (26) und der damit fluchtenden Bohrungen (58, 60) im Boden (30) des Zwischenfopfes
(24) und in der Drallscheibe (34) ein Zündelement, vorzugsweise ein Zünd-Pilotbrenner (61), bis in die Misch- und Brennkammer (10) hindurchgeführt ist.
22. Brenner nach einem der Ansprüche 19od2d, dadurch gekennzeichnet,
daß der Allgasstock (52) in seinem vorderen Bereich im Außendurchmesser nur wenig kleiner ist als der Innendurchmesser des
Rohrstufzens (33) und in die Misch- und Brennkammer (10) hineinragt
und hier radiale GasaustrittsdUsen (64) aufweist und vorzugsweise daß
durch die beiden öffnungen (53, 54) in der Kappe (26) und durch die
damit fluchtenden Bohrungen (57 - 60) im Boden (30) des Zwischentopfe!
(24) und in der Dra!!scheibe (34) jeweils ein Zündelement, vorzugsweise
eine Zünd-Elektrode (62),bzw. eine lonlsaHons-Elektrode (63) bis in die
Misch- und Brennkammer (10) hindurchgefUhrt ist.
23. Brenner nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die
Zentral öffnung (35) in der Drallscheibe (34) zur Misch- und Brennkammer
(10) hin unter Bildung eines Restringspaltes bis auf den Außendurchmesser des Allgasstockes (52) verengt ist.
24. Brenner nach einem der Ansprüche 7 - 23, dadurch gekennzeichnet,
daß das Gehäuse (13) einen Befestigungs-Ringflansch (22) mit Befestigungsmittel
aufnehmenden, Über den Umfang verteilten Befestigungslöchern (23) aufweist und vorzugsweise daß der Befestigungs-Ringflansch
(22) nahe dem Gehäuseboden (15) angeordnet ist.
25. Brenner nach einem der Ansprüche 17 - 24, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kappe (26), die Hülse (29) und der Zwischentopf (24) mit daran gehaltenem Rohrstutzen (33) mit Drallscheibe (34) eine Baueinheit
bilden, die von dem Gehäuse (13) abziehbar ausgebildet ist.
26. Brenner nach einem der Ansprüche 7 - 25, dadurch gekennzeichnet,
daß zumindest die Misch- und Brennkammer (10) und das Gehäuse (13) aus wärmebeständigem Material besteht.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19797930338 DE7930338U1 (de) | 1979-10-26 | 1979-10-26 | Brenner fuer fluessige und/oder gasfoermige brennstoffe, insbesondere fuer industrielle oefen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19797930338 DE7930338U1 (de) | 1979-10-26 | 1979-10-26 | Brenner fuer fluessige und/oder gasfoermige brennstoffe, insbesondere fuer industrielle oefen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE7930338U1 true DE7930338U1 (de) | 1981-06-25 |
Family
ID=6708570
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19797930338 Expired DE7930338U1 (de) | 1979-10-26 | 1979-10-26 | Brenner fuer fluessige und/oder gasfoermige brennstoffe, insbesondere fuer industrielle oefen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE7930338U1 (de) |
-
1979
- 1979-10-26 DE DE19797930338 patent/DE7930338U1/de not_active Expired
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