DE9404776U1

DE9404776U1 - Brenner für Flüssigbrennstoffe

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Publication number: DE9404776U1
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Authority: DE
Original assignee: SCHMITZ TORSTEN DIPL ING
Current assignee: SCHMITZ TORSTEN DIPL ING
Priority date: 1994-03-22
Filing date: 1994-03-22
Publication date: 1994-07-21
Anticipated expiration: 2004-03-23

Description

Beschreibung

Die Neuerung betrifft einen Brenner für Flüssigbrennstoffe, insbesondere für Heizöl und Leistungen < 15KW, mit einem Brennerrohr, einer auf einem Düsenstock sitzenden, innerhalb eines in einer Luftdüse endenden Luftleitrohrs angeordneten Brennstoffdüse, einem im Luftleitrohr in Strömungsrichtung der Verbrennungsluft vor der Brennstofdüse angeordneten Drallerzeuger und mindestens einer Zündelektrode, wobei zwischen dem Luftdüsenaustritt und der Brennstoffdüse ein Ringspalt gebildet ist, durch den die Verbrennungsluft der Luftdüse zugeführt wird.

Derartige bekannte Brenner haben bei Leistungen unter 15 KW häufig eine erheblich reduzierte Betriebssicherheit und führen zu nicht akzeptablen Schadstoffwerten. Zur Beseitigung dieser Nachteile sind bereits Brenner vorgeschlagen worden, bei denen der Brennstoff mit einem Teil der Verbrennungsluft vermischt unter einem genau zu steuernden Druck durch die Verbrennungsdüse hindurch versprüht wird. Dies bedeutet einen erheblichen konstruktiven Aufwand und führt demzufolge zu einer beträchtlichen Verteuerung des Brenners.

Die Aufgabe der vorliegenden Neuerung besteht nun darin, bei einem Brenner der eingangs erwähnten Art die aufgezeigten Nachteile zu vermeiden und einen Brenner zu schaffen, der auch bei Leistungen unter 15 KW zuverlässig arbeitet, einen geringen baulichen Aufwand erfordert und zudem eine hohe Leistungsverstellung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird bei einem Brenner der eingangs erwähnten Art neuerungsgemäß dadurch gelöst, daß der Abstand zwischen dem Luftdüsenaustritt und der Austrittsseite des Drallet— zeugers mindestens dem zweifachen Düsenstockdurchmesser entspricht und die Brennstoffdüse für eine Reduzierung des Brennstoffdurchsatzes bis 0,4 kg/h ausgelegt ist.

Ein solcher Brenner kann bei hoher Betriebssicherheit z.B. im Leistungsbereich von etw 5 KW und darunter betrieben werden. Er erlaubt eine Leistungsverstellung bis etwa 1:10, während bei derzeitigen Brennern der eingangs erwähnten Art nur eine Leistungsverstellung von 1:1,3 üblich ist. Der neuerungsgemäße Brenner führt im übrigen zu einer Reduzierung der bei der Verbrennung anfallenden Schadstoffe.

Der neuerungsgemäße Brenner kann so ausgebildet sein, daß der Abstand zwischen dem Luftdüsenaustritt und der Austrittsseite des Dral1erzeugers mindestens dem 4-fachen Dusenstockdurchmesser entspricht.

Der neuerungsgemäße Brenner kann ferner so ausgebildet sein, daß der Drallerzeuger ein von der Verbrennungsluft axial durchströmtes Leitgitter ist. Diese Ausbildung erfordert in Anströmrichtung vor dem Drallerzeuger eine Einlaufstrecke, deren Durchmesser gleich, größer oder kleiner als der Durchmesser des Luftleitrohres ist.

Der neuerungsgemäße Brenner kann ferner so ausgebildet sein, daß der Drallerzeuger ein von der Verbrennungsluft radial durchströmtes Leitgitter ist. Dabei kann die Einlaufstrecke für die Verbrennungsluft sehr kurz ausgebildet sein und rechtwinklig zum Luftleitrohr verlaufen. Dies ermöglicht eine kurze Bauform.

Der neuerungsgemäße Brenner kann ferner so ausgebildet sein, daß der Drallerzeuger ein Bereich des Luftleitrohrs ist, in den die Verbrennungsluft tangential einströmt. Auch hierbei kann die Einlaufstrecke extrem kurz ausfallen und rechtwinklig zum Luftleitrohr verlaufen mit der Konsequenz, daß eine besonders kurze Bauform möglich ist. Die Einströmung der Verbrennungsluft in den so definierten Drallerzeuger kann durch eine oder mehrere Einlauföffnungen hindurch erfolgen. Dabei können die Drehrichtungen des Lüfterrades

und der verdrallten Luft im Luftleitrohr gleich - oder gegensinnig sein.

Der neuerungsgemäße Brenner kann ferner so ausgebildet &dgr; sein, daß dem Brennerrohr ein die Flamme des Brenners umgebendes Flammrohr vorgesetzt ist. Das Flammrohr kann mit Öffnungen zur Rezirkulation von heißen Verbrennungsgasen versehen sein. Solche Öffnungen können auch zwischen Brenner- und Flammrohr vorgesehen sein.

Der neuerungsgemäße Brenner kann ferner so ausgebildet sein, daß das Flammrohr aus strahlungsdurchlässigem Material mit einem großen Transmissionsgrad im Wellenlängenbereich von 0,4 bis 10 &mgr;&eegr;&igr; besteht. Dies führt dazu, daß das Flammrohr weniger erhitzt wird. Daraus wiederum ergibt sich, daß der Anteil von Stickoxiden in den Verbrennungsgasen reduziert wird. Vorzugsweise kann das Flammrohr aus Quarzglas gebildet sein.

Der neuerungsgemäße Brenner kann ferner so ausgebildet sein, daß Brennerrohr und Flammrohr einstückig ausgebildet sind. Dies führt zu einer besonders einfachen Konstruktion.

Der neuerungsgemäße Brenner kann ferner so ausgebildet sein, daß die Zündelektrode/n automatisch aus der Zündstellung in eine außerhalb des Sprühkegels der öldüse liegende Betriebsstellung verlagerbar ist/sind.

Schließlich kann der neuerungsgemäße Brenner so ausgebildet sein, daß eine temperatur- und/oder zeitabhängig arbeitende Steuerung für die Verlagerung der Zündelektrode/n vorgesehen ist.

Im folgenden Teil der Beschreibung werden einige Ausführungsformen des neuerungsgemäßen Brenners anhand von Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:

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Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine erste Ausführungsform des neuerungsgemäßen Brenners mit axial durchströmtem Leitgitter für die Verbrennungsluft,
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Fig. 2 einen Axialschnitt durch einer weitere Ausführungsform des neuerungsgemäßen Brenners, bei dem die Verbrennungsluft tangential in das Luftleitrohr eingeführt wird,
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Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie 3 - 3 in Fig. 2,

Fig. 4 einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform des neuerungsgemäßen Brenners, bei dem die Verbrennungsluft durch ein radiales Leitgitter dem

Luftleitrohr zugeführt wird, und

Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie 5 - 5 in Fig. 4.

Der Brenner gemäß Fig. 1 hat ein Brennerrohr 1, in dem über einen Halter 2 ein Luftleitrohr 3 gehaltert ist. Dieses Luftleitrohr ist an seinem in Fig. 1 links liegenden Ende als Luftdüse 4 ausgebildet. Konzentrisch in dem Luftleitrohr 3 sitzt ein Düsenstock 5, der an seinem in Fig. 1 links dargestellten Ende mit einer öldüse 6 versehen ist, deren Brennstoffdurchsatz bis 0,4 kg/h reduziert werden kann. Die Öldüse 6 bildet mit der Luftdüse 4 einen Ringspalt 7. In dem Luftleitrohr 3 ist ein axial durchströmtes Leitgitter 8 angeordnet, welches der in Richtung auf die Luftdüse 4 strömenden Verbrennungsluft einen Drall aufgibt.

Es ist eine Zündelektrode 9 vorgesehen, welche in Strömungsrichtung der Verbrennungsgase im wesentlichen vor der Luftdüse 4 liegt. Diese Zündelektrode 9 kann nach dem Zünden in die Stellung 10 zurückgezogen oder aber in die Stellung 11 nach radial außen verschwenkt werden. Diese Verlagerung kann temperatur- oder zeitgesteuert werden. Die Tem-

peratursteuerung kann mittels Bimetall oder über Flüssigkeitsausdehnung bewirkt werden.

Dem Brennerrohr 1 ist ein Flammrohr 12 vorgesetzt, welches zur Rezirkulation von heißen Verbrennungsgasen mit öffnungen 13 versehen ist.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 beträgt der Abstand zwischen dem Luftaustritt 14, der Luftdüse 4 und der Austrittsseite 15 des als Drallerzeuger wirkenden Leitgitters 8 etwa das 3-fache des Durchmessers des Düsenstocks 5,

Der Düsenstock 5 kann in axialer Richtung verstellt werden.

Das Flammrohr 12 besteht aus Quarzglas, das einen hohen Transmissionsgrad im Wellenlängenbereich von 0,4 bis 10 Mm hat.

Bei dem neuerungsgemäßen Brenner wird Öl durch den Düsenstock 5 der öldüse 6 zugeführt und tritt aus dieser versprüht aus. Verbrennungsluft wird durch das Luftleitrohr 3 zugeführt, im Leitgitter 8 mit einem Drall versehen und tritt durch den Ringspalt 7 und die Luftdüse 4 aus. Die Zündung dieses Öl-Luft-Gemisches erfolgt durch die Zündelektrode 9. Nach dem Zünden wird diese Zündelektrode in die Stellung 10 oder die Stellung 11 verlagert.

Die Ausführungsform gemäß den Fig. 2 und 3 unterscheidet sich von derjenigen gemäß Fig. 1 lediglich in der Drallerzeugung der Verbrennungsluft und in den dafür vorgesehenen Elementen. Es werden nachfolgend zu der Ausführungsform gemäß Fig. 2 und 3 lediglich die von der Ausführungsform gemäß Fig. 1 abweichenden Elemente beschrieben.

In den Drallerzeuger mündet tangential ein Luftkanal 20, der von einem Lüfter 21 kommt. Dieser hat einen Ansaugstutzen 22 und ein radial wirkendes Lüfterrad 23, dessen Achse parallel zu derjenigen des Luftleitrohrs 3 verläuft.

Der axiale Bereich, in dem der Kanal 20 tangential in das Luftleitrohr 3 mündet, wird in seiner Wirkung derjenigen des Leitgitters 8 in der Ausführungsform gemäß Fig. 1 &dgr; gleichgesetzt und definiert somit auch eine Austrittsseite des Oral 1erzeugers, Dabei ist der Abstand zwischen dem Luftdüsenaustritt 14 und der Austrittsseite des so definierten Dral1erzeugers im dargestellten Ausführungsbeispiel etwa das 5-fache des Düsenstockdurchmessers.

Die Ausführungsform des neuerungsgemäßen Brenners gemäß den Fig. 4 und 5 weicht von derjenigen gemäß den Fig. 2 und 3 lediglich dadurch ab, daß die Verbrennungsluft dem Luftleitrohr 3 nicht tangential, sondern durch ein radial durchströmtes Leitgitter 25 hindurch zugeführt wird und damit den gewünschten Drall erfährt.

Claims

Patentanwalt Dipl.-ing. Werner E. König Habsburgerallee 23-25, 52064 Aachen Univ.-Prof. Dr.-Ing. Heinrich Könne, 52072 Aachen Dipl.-Ing. Torsten Schmitz, 52070 Aachen Gebrauchsmusteranme 1 dung BRENNER FÜR FLÜSSIGBRENNSTOFFE Ansprüche

1. Brenner für Flüssigbrennstoffe, insbesondere für Heizöl und Leistungen < 15KW, mit einem Brennerrohr (1), einer auf einem Düsenstock (5) sitzenden, innerhalb eines in einer Luftdüse (4) endenden Luftleitrohrs (3) angeordneten Brennstoffdüse (6), einem im Luftleitrohr

(3) in Strömungsrichtung der Verbrennungsluft vor der Brennstoffdüse (6) angeordneten Drallerzeuger (8;21) und mindestens einer Zündelektrode (9), wobei zwischen dem Luftdüsenaustritt (14) und der Brennstoffdüse (6) ein Ringspalt (7) gebildet ist, durch den die Verbrennungsluft der Luftdüse (4) zugeführt wird,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Abstand zwischen dem Luftdüsenaustritt (14) und der Austrittsseite (15) des Drallerzeugers mindestens dem zweifachen Düsenstockdurchmesser entspricht und die Brennstoffdüse (6) für eine Reduzierung des Brennstoffdurchsatzes bis 0,4 kg/h ausgelegt ist.

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2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen dem Luftdüsenaustritt (14) und der Austrittsseite (15) des Drallerzeugers mindestens dem 4-fachen Düsenstockdurchmesser entspricht.

3. Brenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Drallerzeuger ein von der Verbrennungsluft axial durchströmtes Leitgitter (8) ist.

4. Brenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch

gekennzeichnet, daß der Drallerzeuger ein von der Verbrennungsluft radial durchströmtes Leitgitter (25) ist.

5. Brenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Drallerzeuger ein Bereich des Luftleitrohrs (3) ist, in den die Verbrennungsluft tangential einströmt.

6. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Brennerrohr (1) ein die Flamme des Brenners umgebendes Flammrohr (12) vorgesetzt ist.

7. Brenner nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Flammrohr (12) aus strahlungsdurchlässigem Material mit einem Transmissionsgrad im Wellenlängenbereich von 0,4 bis 10 pm besteht.

8. Brenner nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Flammrohr (12) aus Quarzglas gebildet ist.

9. Brenner nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Brennerrohr (1) mit dem Flammrohr

(12) einstückig ausgebildet ist.

10. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündelektrode/n

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(9) automatisch aus der Zündstellung in eine außerhalb des Sprühkegels der Öldüse (6) liegende Betriebsstellung verlagerbar ist/sind.

11. Brenner nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine temperatur- und/oder zeitabhängig arbeitende Steuerung für die Verlagerung der Zündelektrode/n (9) vorgesehen ist.