EP0655580B1 - Mischeinrichtung für Öl- und Gasbrenner - Google Patents

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EP0655580B1
EP0655580B1 EP94118271A EP94118271A EP0655580B1 EP 0655580 B1 EP0655580 B1 EP 0655580B1 EP 94118271 A EP94118271 A EP 94118271A EP 94118271 A EP94118271 A EP 94118271A EP 0655580 B1 EP0655580 B1 EP 0655580B1
Authority
EP
European Patent Office
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tube
mixing
mixing device
oil
flame
Prior art date
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Expired - Lifetime
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EP94118271A
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English (en)
French (fr)
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EP0655580A2 (de
EP0655580A3 (de
Inventor
Alois STÖCKL
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
A Schwarz and Co
Original Assignee
A Schwarz and Co
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Filing date
Publication date
Application filed by A Schwarz and Co filed Critical A Schwarz and Co
Publication of EP0655580A2 publication Critical patent/EP0655580A2/de
Publication of EP0655580A3 publication Critical patent/EP0655580A3/de
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Publication of EP0655580B1 publication Critical patent/EP0655580B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C9/00—Combustion apparatus characterised by arrangements for returning combustion products or flue gases to the combustion chamber
    • F23C9/006—Combustion apparatus characterised by arrangements for returning combustion products or flue gases to the combustion chamber the recirculation taking place in the combustion chamber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D11/00—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
    • F23D11/36—Details, e.g. burner cooling means, noise reduction means
    • F23D11/40—Mixing tubes or chambers; Burner heads
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/46—Details, e.g. noise reduction means
    • F23D14/62—Mixing devices; Mixing tubes

Definitions

  • the invention relates to a mixing device for oil or gas burners with a mixing tube with a front passage opening, one in the direction of flow arranged upstream of the passage opening, annular baffle plate with a passage opening of the mixing tube pointing cylindrical jacket and at least one nozzle and at least one ignition electrode, the cylindrical jacket at the passage opening is provided on the outside with a cone End margin with a smaller diameter at least approximately, preferably exactly in the plane of the passage opening of the mixing tube.
  • the object of the invention is a mixing device to improve this kind in such a way that low NOx formation.
  • Nitrogen oxides are created in all combustion processes, where fossil fuels are burned. she occur in the flame and the immediate high temperature zone on. The formation occurs through partial oxidation the molecular nitrogen of the combustion air, as well as any chemically bound in the fuel (organic) nitrogen. So there are two sources responsible for the formation of nitrogen monoxide, the reaction media gases and flame front to three different nitrogen monoxide formation mechanisms to lead.
  • thermal NO which comes from molecular nitrogen N2 arises in the combustion air above 1300 ° C; second, prompt NO through the reaction of hydrocarbon radical Cx with oxygen; and thirdly NO fuel from the atomic bound in heating oil Nitrogen.
  • Oil and gas fires are primarily thermal NOx consisting of approx. 95% NO and 5% NO2. At Temperatures below 600 ° C and oxidized in the atmosphere the NO to NO2, therefore the emission values are given as NO2 calculated.
  • the internal flue gas recirculation is by no means today solved satisfactorily. Since the internal Flue gas recirculation no additional fan available is available with a much lower one Force, in this case the air injector, the fuel processed and flue gas added. (In the external flue gas recirculation is required by the Flue gas blower approx. 30% more electricity required).
  • the aim of the invention is to remedy the previous ones Starting problems and increasing the previously lacking Operational safety.
  • the object of the invention is achieved in that the cylindrical jacket protrudes from the mixing tube, the end edge of the cone or the inner tube in the flow direction upstream of the end edge of the cylindrical shell and that the ring-shaped baffle plate with radial slots is.
  • the core fire zone is yellow. Be in this area approx. 10 to 30% of the fuel burned due to lack of air. Due to the hollow cone characteristics of the Oil nozzle only becomes part of the oil drops with the core combustion air in the core area of the mixing device burned.
  • the gasification zone / main flame is blue. Through the kinetic Energy from the oil drops reach 70 to 90% of the Drops of oil unburned to the outside through the core fire zone, where through the recirculation of hot flue gases gasified and mixed with the combustion air become. This gasified and mixed with air and flue gas Fuel has very poor ignition properties and would become unstable without the stabilizing core flame burn.
  • the gasification temperature can be reduced by recirculating the flue gases being controlled.
  • the situation with a gas burner is as follows: There gas is already supplied to the burner Gasification zone. It is again between stable Distinguished between core flame and unstable main flame.
  • the core flame ensures that the bad ignitable mixture of fuel, air and flue gas stable and clean burning.
  • the fuel gas is in the Area of the gas lances intensely and evenly with the Combustion air mixed. This even mixing has the advantage that in all operating states there is no CO formation in the exhaust gases. Even Mixing air and gas has the advantage that the Burnout is largely CO-free, the ease of ignition this mixture is worse.
  • a gas-air mixture is the most ignitable with a certain lack of air.
  • the essence of the present invention is the position the baffle plate and the air inlet control edge.
  • the novel Baffle plate with the additional cone and rectangular control edge a negative pressure in the area between the end flange of the mixing tube and the Recirculation pipe generates, on the one hand, the flue gas is mixed in and on the other hand the fuel pressed outwards into this vertebral area and intense is mixed.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through an inventive Mixing device of an oil blowing burner
  • 2 shows a same longitudinal section through a Mixing device of a gas fan burner
  • FIG. 3 shows a longitudinal section through the front area of a Oil mixing device according to a further embodiment of the invention
  • Fig. 4 shows a Front view of this oil mixing device
  • FIGS. 5 to 8 show the same views as FIGS. 3 and 4 according to FIG further embodiments of an oil mixing device
  • Figs. 9 to 14 show the same views as 3 and 4 according to further embodiments various gas mixing devices.
  • the mixing device according to the invention has a mixing tube 1 on.
  • the mixing tube 1 is facing the flame End provided with a front passage 3.
  • the pressure atomizing nozzle 4 can be from a nozzle assembly 6 be worn, provided with an oil preheater is.
  • the pressure atomizing nozzle 4 is in a cone-like Nozzle chamber 8.
  • the nozzle chamber 8 has one cylindrical section 9 on one side from an end wall 13 and on the other side of a frustoconical area 14 is limited.
  • Two ignition electrodes 29 protrude through wall 13 Wall 13 can with additional burner capacities for large burner capacities be provided to a throttled air supply to allow. In general, however, is the nozzle chamber 8 closed except for the passage 15.
  • the nozzle chamber 8 lies directly with its opening 15 on the baffle plate 10.
  • the baffle plate 10 is annular and has at the pressure atomizer nozzle 4th facing away from a cylindrical jacket 11.
  • the cylindrical shell 11 can be slit-shaped Openings 33 may be provided, preferably along Generating the cylindrical shell 11 extend.
  • baffles 34 by pressing the material have arisen.
  • Next to the slots 12 are punched out Baffles 30, which on the atomizer nozzle 4 Cantilever the opposite side of the baffle plate 10.
  • the Baffles 30 are preferably at an angle of ⁇ 30 ° inclined to the plane plane of the baffle plate 10. That the baffles 30 to the flame and not to Cantilever pressure atomizer nozzle 4 is manufacturing technology advantageous, but also brings fluidic Advantages.
  • the nozzle chamber 8 is at its tip end with the Baffle plate 10 soldered or welded.
  • the nozzle chamber 8 is frustoconical Area 14 with a pilot air duct or pilot air holes Mistake.
  • the cone becomes conical Section 7 'of an inner tube 7 is formed.
  • the conical section 7 'lies directly with its edge 18 on the cylindrical jacket 11 and is with this soldered or welded.
  • the point of contact of the conical section 7 'of the inner tube 7 with the cylindrical jacket 11 is in the embodiment shown exactly in the plane of the outlet opening 3 of the mixing tube 1.
  • a tolerance range in which the edge 18 of the conical section 7 'in front of or behind the Level of the outlet opening 3 is in the range of Invention idea.
  • the cylindrical jacket 11 protrudes out of the mixing tube 1 via the outlet opening 3 out.
  • the inner tube 7 has a cylindrical input side Section 7 "up to the nozzle opening 19 withdrawn end of the pressure atomizer nozzle 4 withdrawn is.
  • the inner tube 7 borders with the cylindrical Jacket 11 of the baffle plate 10 from an annular gap 5.
  • a full cone can also be used surround the cylindrical jacket 11 of the baffle plate 10.
  • the pressure atomizing nozzle 4 projects into the inner tube 7.
  • the flame tube 17 can be made from a perforated plate be.
  • the recirculation pipe 2 with an electrical resistance heater 31 provided.
  • FIG. 2 there is a mixing device for a gas fan burner with several Gas nozzles 25, 26 shown.
  • the gas nozzle in the middle 25 protrudes through the baffle plate 10 into the core fire zone 23 in.
  • the outer gas nozzles 26 surround the inner tube 7 and end at the level of the cylindrical section 7 "of the inner tube 7.
  • the ignition electrodes 29 protrude through the baffle plate 10 into the core fire zone 23.
  • the construction of the mixing device is the same the mixing device according to FIG. 1.
  • a part of the gas-air mixture is directly in from the nozzle 25 the core fire zone 23 out.
  • the gas from the nozzles 26 and the air that mixes with it is removed by the from the flange 16 and from the conical section 7 'of Inner tube 7 or the cylindrical wall 11 of the Baffle plate 10 limited outflow opening 3 of the mixing tube 1 led.
  • the core fire zone also burns when gas is burned blue.
  • the show a mixer for an oil atomizer burner are radially arranged in the end flange 16, one-sided Open slots 27 are provided so that the edge of the Outlet opening 3 is designed like a rack.
  • FIGS. 5 and 6 also a mixing device for an oil burner, 16 holes 28 are provided in the flange, the one Circular ring with a smaller diameter than the flame tube 17 describe.
  • the same describes a mixing device for an oil burner, are in the flange 16 of the mixing tube 1 nozzle tubes 20 arranged to the longitudinal central axis of the Mixing device are inclined.
  • FIGS. 9 and 10 relate to mixing devices for a gas burner.
  • the flange 16 of the mixing tube 1 in turn with radially aligned slots open inwards 27 and in the exemplary embodiment according to FIG. 11 and 12 has the flange 16 which is in a flat plane lies, holes 28 on.
  • FIGS. 13 and 14 are on Flange 16, which in turn lies in a flat plane, the perpendicular to the longitudinal central axis of the mixing device is aligned, nozzle pipes 20 are provided, which however, extend parallel to the longitudinal axis of the mixing device.
  • the one described by the nozzle tubes 20 The circular ring in turn has a smaller diameter than the flame tube 17.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Gas Burners (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Mischeinrichtung für Öl- oder Gasbrenner mit einem Mischrohr mit einer stirnseitigen Durchlaßöffnung, einer in Strömungsrichtung stromaufwärts vor der Durchlaßöffnung angeordneten, ringförmigen Stauscheibe mit einem zur Durchlaßöffnung des Mischrohres weisenden zylindrischen Mantel sowie mindestens einer Düse und mindestens einer Zündelektrode, wobei der zylindrische Mantel bei der Durchlaßöffnung außen mit einem Konus versehen ist, dessen Abschlußrand mit kleinerem Durchmesser zumindestens annähernd, vorzugsweise exakt in der Ebene der Durchlaßöffnung des Mischrohres liegt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Mischeinrichtung dieser Art derart zu verbessern, daß sie sich durch eine geringe NOx-Bildung auszeichnet.
Stickoxyde entstehen bei allen Verbrennungsvorgängen, bei denen fossile Brennstoffe verbrannt werden. Sie treten in der Flamme und der umgehenden Hochtemperaturzone auf. Die Entstehung erfolgt durch teilweise Oxidation des molekularen Stickstoffes der Verbrennungsluft, sowie des gegebenenfalls im Brennstoff chemisch gebundenen (organischen) Stickstoffes. Somit sind zwei Quellen für die Stickstoffmonoxidbildung verantwortlich, wobei die Reaktionsmedien Gase und Flammenfront zu drei unterschiedlichen Stickstoffmonoxid-Bildungsmechanismen führen.
Erstens thermisches NO, das aus dem molekularen Stickstoff N2 in der Verbrennungsluft über 1300°C entsteht; zweitens promptes NO, durch die Reaktion von kohlenwasserstoffradikalem Cx mit Sauerstoff; und drittens Brennstoff NO aus den im Heizöl gebundenen atomaren Stickstoff.
Bei Öl- und Gasfeuerungen entsteht vorwiegend thermisches NOx bestehend aus ca. 95 % NO und 5 % NO2. Bei Temperaturen unter 600°C und in der Atmosphäre oxidiert das NO zu NO2, deshalb werden die Emissionswerte als NO2 gerechnet.
Gemäß dem Stand der Technik werden mit üblichen Öl-Gas-Gebläsebrennern folgende NOx-Werte erzielt:
Öl > 140 mg/kWh
Gas > 100 mg/kWh
Von der Umweltbehörde werden nunmehr folgende NOx-Werte gefordert:
Öl < 120 mg/kWh
Gas < 80 mg/kWh
Da bei Öl-Gasfeuerungen vorwiegend thermisches NO entsteht, ist die geforderte NOx-Reduzierung nur durch Kühlung der Flamme möglich. Die Flammenkühlung erfolgt nach dem Stand der Technik durch Beimischen von Verbrennungsabgasen mittels eines zusätzlichen Gebläses, das die sogenannte externe Rauchgasrezirkulation bewirkt.
Durch das zusätzlich notwendige Gebläse ist dieses System zu energieaufwendig, zu teuer und die externe Abgasrückführungsleitung zwischen Heizkesselausgang, Gebläse und Öl-Gas Mischeinrichtungseingang muß gewartet werden. Durch die Rauchgaskondensation in diesem Bereich entstehen Korrosionsprobleme. Die Leitungen und das Gebläse müssen aus Edelstahl sein.
Die interne Rauchgasrezirkulation ist bis heute keinesfalls zufriedenstellend gelöst. Da bei der internen Rauchgasrezirkulation kein zusätzliches Gebläse vorhanden ist, muß mit einer wesentlich niederen vorhandenen Kraft, in diesem Fall der Luftinjektor, der Brennstoff aufbereitet und Rauchgas beigemischt werden. (Bei der externen Rauchgasrezirkulation benötigt man durch das Rauchgasgebläse ca. zusätzlich 30 % mehr Strombedarf).
Durch die Flammenabkühlung unter 1300°C entstehen folgende Probleme:
  • mangelnde Betriebssicherheit
  • schlechtes Zündverhalten und dadurch Brennerstörungen (15.000 Starts im Jahr)
  • die Schadstoffe wie Co und Cx Hy betragen in der Kaltstartphase das ca. 10 bis 20fache eines herkömmlichen Öl-Brenners.
Theoretische Lösung des Problems:
Herkömmliche Ölbrenner haben eine gelbe Flammenfarbe. Mit diesen Gelb flammen kann die geforderte NOx-Reduzierung nicht erreicht werden, da die Ausbrandzeit zu lange dauert. Die thermische NOx-Bildung hängt nämlich von der Temperatur und der Zeit ab. Es müssen also Systeme entwickelt werden, bei denen das Öl vorher vergast wird. Vergastes Öl hat eine kürzere Ausbrandzeit. Die Energie zur Vergasung des öles soll sinnvollerweise nicht durch zusätzliche Elektroenergie, sondern durch die eigene Flammentemperatur geliefert werden. Das Problem liegt nun darin, daß beim Start keine bzw. zuwenig Wärme vorhanden ist, um das öl zu vergasen. Die Folge ist ein unsicherer und unsauberer Start. Es gibt Blaubrenner bereits am Markt, aber die Startphase ist nicht zufriedenstellend gelöst.
Ziel der Erfindung ist die Behebung der bisherigen Startprobleme und die Erhöhung der bisher mangelnden Betriebssicherheit.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der zylindrische Mantel aus dem Mischrohr hinausragt, wobei der Abschlußrand des Konusses bzw. des Innenrohres in Strömungsrichtung stromaufwärts vor dem Abschlußrand des zylindrischen Mantels liegt und daß die ringförmige Stauscheibe mit radialen Schlitzen versehen ist.
Dadurch ergibt sich bei einem Ölgebläsebrenner folgende Situation:
Die Kernbrandzone ist gelb. In diesem Bereich werden ca. 10 bis 30 % des Brennstoffes im Luftmangel verbrannt. Bedingt durch die Hohlkegelcharakteristik der öldüse wird nur ein Teil der Öltropfen mit der Kern-Verbrennungsluft im Kernbereich der Mischeinrichtung verbrannt.
Die Vergasungszone/Hauptflamme ist blau. Durch die kinetische Energie der öltropfen gelangen 70 bis 90 % der Öltropfen unverbrannt durch die Kernbrandzone nach außen, wo sie durch die Rezirkulation der heißen Rauchgase vergast und mit der Verbrennungsluft vermischt werden. Dieser vergaste und mit Luft und Rauchgas vermischte Brennstoff hat sehr schlechte Zündeigenschaften und würde ohne der stabilisierenden Kernflamme unstabil brennen.
In der Startphase kommt es, bedingt durch die Kernluftdrossel, im Bereich der Zündelektroden zu einer niederen Luftströmung und der Ölnebel wird optimal gezündet und brennt 1 - 2 sek. lang gelb, wie ein herkömmlicher Ölbrenner. Nach den 1 - 2 sek. ist die Temperatur so hoch, daß die öltropfen in der Vergasungszone vergast werden können. Die Flamme schlägt, ausgenommen im Kernbereich, in die Farbe blau um.
Durch die Rezirkulation der Rauchgase kann die Vergasungstemperatur gesteuert werden.
Um die notwendige Öl-Vergasungstemperatur zu erreichen, müssen ca. 15 % der Rauchgase der Flamme zugeführt werden. Die Rücksaugung der Rauchgase erfolgt durch die Injektorwirkung der austretenden Luft.
Bei einem Gasbrenner ergibt sich folgende Situation: Da dem Brenner bereits Gas zugeführt wird, entfällt die Vergasungszone. Es wird auch hier wieder zwischen stabiler Kernflamme und unstabiler Hauptflamme unterschieden. Die Kernflamme sorgt dafür, daß das schlechte zündfähige Gemisch aus Brennstoff, Luft und Rauchgas stabil und sauber brennt. Der Brennstoff Gas wird im Bereich der Gaslanzen intensiv und gleichmäßig mit der Verbrennungsluft vermischt. Diese gleichmäßige Durchmischung hat den Vorteil, daß in allen Betriebszuständen keine CO Bildung in den Abgasen vorkommt. Gleichmäßige Durchmischung von Luft und Gas hat den Vorteil, daß der Ausbrand weitgehenst CO-frei ist, die Zündfreudigkeit dieses Gemisches ist aber schlechter. Ein Gas-Luftgemisch ist bei einem gewissen Luftmangel am zündfreudigsten.
Das wesentliche der vorliegenden Erfindung ist die Position der Stauscheibe und die Lufteinström-Regelkante. Bei den bisherigen Öl-Gas Mischeinrichtungen wird die einströmende Verbrennungsluft in den Öl- oder Gasnebel hineingedrückt.
Bei dem erfindungsgemäßen System wird durch die neuartige Stauscheibe mit dem zusätzlichen Konus und der rechtwinkligen Regelkante ein Unterdruck im Bereich zwischen dem Abschlußflansch des Mischrohres und dem Rezirkulationsrohr erzeugt, dem einerseits das Rauchgas beigemischt wird und in dem andererseits der Brennstoff nach außen in diesen Wirbelbereich gedrückt und intensiv vermischt wird.
Nachfolgend werden verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren der beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
Die Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Mischeinrichtung eines Ölgebläsebrenners, die Fig. 2 zeigt einen gleichen Längsschnitt durch eine Mischeinrichtung eines Gasgebläsebrenners, die Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt durch den vorderen Bereich einer Öl-Mischeinrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, die Fig. 4 zeigt eine Stirnansicht dieser Öl-Mischeinrichtung, die Fig. 5 bis 8 zeigen gleiche Ansichten wie die Fig. 3 und 4 gemäß weiteren Ausführungsbeispielen einer Öl-Mischeinrichtung und die Fig. 9 bis 14 zeigen gleiche Ansichten wie die Fig 3 und 4 gemäß weiteren Ausführungsbeispielen verschiedener Gasmischeinrichtungen.
Die erfindungsgemäße Mischeinrichtung weist ein Mischrohr 1 auf. Das Mischrohr 1 ist an dem der Flamme zugewendeten Ende mit einem vorderen Durchlaß 3 versehen.
Im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 3 bis 8 befindet sich mittig im Mischrohr 1 eine Druckzerstäuberdüse 4, die an eine Öldruckleitung angeschlossen ist. Die Druckzerstäuberdüse 4 kann von einem Düsenstock 6 getragen werden, der mit einem Ölvorwärmer versehen ist.
Die Druckzerstäuberdüse 4 befindet sich in einer kegelartigen Düsenkammer 8. Die Düsenkammer 8 weist einen zylindrischen Abschnitt 9 auf, der auf der einen Seite von einer Abschlußwand 13 und auf der anderen Seite von einem kegelstumpfförmigen Bereich 14 begrenzt wird. Durch die Wand 13 ragen zwei Zündelektroden 29. Die Wand 13 kann bei großem Brennerleistungen mit Zusatzbohrungen versehen sein, um eine gedrosselte Luftzufuhr zu erlauben. Im allgemeinen ist jedoch die Düsenkammer 8 bis auf den Durchlaß 15 geschlossen.
Die Düsenkammer 8 liegt mit ihrer Öffnung 15 unmittelbar an der Stauscheibe 10 an. Die Stauscheibe 10 ist ringförmig und weist an der der Druckzerstäuberdüse 4 abgewandten Seite einen zylindrischen Mantel 11 auf. Der zylindrische Mantel 11 kann mit schlitzförmigen Durchbrechungen 33 versehen sein, die vorzugsweise entlang Erzeugenden des zylindrischen Mantels 11 verlaufen. Neben den schlitzförmigen Durchbrechungen 33 befinden sich Leitbleche 34, die durch Eindrücken des Materials entstanden sind. Im inneren Stauscheibenbereich, d. h. im Bereich der flachen Ebene der Stauscheibe 10 ist diese mit radialen Schlitzen 12 versehen. Neben den Schlitzen 12 befinden sich ausgestanzte Leitbleche 30, die an der von der Druckzerstäuberdüse 4 abgewendeten Seite der Stauscheibe 10 auskragen. Die Leitbleche 30 befinden sich vorzugsweise in einem Winkel von ≤ 30° zur planen Ebene der Stauscheibe 10 geneigt. Daß die Leitbleche 30 zur Flamme und nicht zur Druckzerstäuberdüse 4 auskragen, ist herstellungstechnisch vorteilhaft, bringt aber auch strömungstechnische Vorteile.
Die Düsenkammer 8 ist an ihrem spitzen Ende mit der Stauscheibe 10 verlötet oder verschweißt.
Weiters ist die Düsenkammer 8 in ihrem kegelstumpfförmigen Bereich 14 mit einem Zündluftkanal oder Zündluftbohrungen versehen. Die Düsenkammer 8, die unmittelbar an der Stauscheibe 10 anliegt, dient als Kernluftdrossel.
Der den zylindrischen Mantel 11 der Stauscheibe 10 umgebende Konus wird im Ausführungsbeispiel vom kegelförmigen Abschnitt 7' eines Innenrohres 7 gebildet. Der kegelförmige Abschnitt 7' liegt mit seinem Rand 18 unmittelbar am zylindrischen Mantel 11 an und ist mit diesem verlötet oder verschweißt. Die Berührungsstelle des kegelförmigen Abschnittes 7' des Innenrohres 7 mit dem zylindrischen Mantel 11 liegt im gezeigten Ausführungsbeispiel genau in der Ebene der Auslaßöffnung 3 des Mischrohres 1. Ein Toleranzbereich, in dem der Rand 18 des kegelförmigen Abschnitts 7' vor oder hinter der Ebene der Auslaßöffnung 3 liegt, liegt im Bereich des Erfindungsgedankens. Der zylindrische Mantel 11 ragt über die Auslaßöffnung 3 hinaus aus dem Mischrohr 1 heraus.
Das Innenrohr 7 weist einen eingangsseitigen zylindrischen Abschnitt 7" auf, der bis zum der Düsenöffnung 19 abgewandten Ende der Druckzerstäuberdüse 4 zurückgezogen ist. Das Innenrohr 7 grenzt mit dem zylindrischen Mantel 11 der Stauscheibe 10 einen Ringspalt 5 ab.
Anstelle des Innenrohres 7 kann auch ein voller Konus den zylindrischen Mantel 11 der Stauscheibe 10 umgeben.
Im Ausführungsbeispiel ragt die Druckzerstäuberdüse 4 in das Innenrohr 7.
An der Flammenseite des Mischrohres 1 befindet sich ein äußeres Rezirkulationsrohr 2 und ein inneres Flammrohr 17. Im Bereich zwischen dem Flansch 16 des Mischrohres 1 und dem Flammrohr 17 kommt es zu einem Unterdruck und in der Folge zu einer inneren Rezirkulation 21 und einer äußeren Rezirkulation 22 der Rauchgase. Die gelbbrennende Kernbrandzone 23 ragt keilförmig durch das Flammrohr 17. An die Kernbrandzone 23 schließt die blaubrennende Hauptflammzone 24 an.
Das Flammrohr 17 kann aus einem Lochblech gefertigt sein. Um den Kaltstart des Brenners zu erleichtern, ist das Rezirkulationsrohr 2 mit einer elektrischen Widerstandsheizung 31 versehen.
Im Ausführungsbeispiel nach der Fig. 2 ist eine Mischeinrichtung für einen Gasgebläsebrenner mit mehreren Gasdüsen 25, 26 gezeigt. Die mittig angeordnete Gasdüse 25 ragt durch die Stauscheibe 10 in die Kernbrandzone 23 hinein. Die äußeren Gasdüsen 26 umgeben das Innenrohr 7 und enden auf der Höhe des zylindrischen Abschnittes 7" des Innenrohres 7. Die Zündelektroden 29 ragen durch die Stauscheibe 10 in die Kernbrandzone 23.
Ansonsten ist der Aufbau der Mischeinrichtung gleich der Mischeinrichtung nach der Fig. 1. Ein Teil des Gasluftgemisches wird von der Düse 25 ausgehend direkt in die Kernbrandzone 23 geführt. Das Gas aus den Düsen 26 und die sich damit vermengende Luft werden durch die vom Flansch 16 und vom kegelförmigen Abschnitt 7' des Innenrohres 7 bzw. der zylindrischen Wandung 11 der Stauscheibe 10 begrenzte Ausströmöffnung 3 des Mischrohres 1 geführt. Es kommt wiederum zur Bildung eines Unterdruckes in der Zone zwischen dem Mischrohr 1, dem Rezirkulationsrohr 2 und dem inneren Flammrohr 17 und zu einer äußeren Rezirkulation 22 und einer inneren Rezirkulation 21 der Rauchgase.
Bei der Verbrennung von Gas brennt auch die Kernbrandzone blau.
Im Ausführungsbeispielen nach den Fig. 3 und 4, die einen Mischer für einen Ölzerstäuberbrenner zeigen, sind im Abschlußflansch 16 radial angeordnete, einseitig offene Schlitze 27 vorgesehen, sodaß der Rand der Austrittsöffnung 3 zahnstangenartig ausgeführt ist.
Im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 5 und 6 ebenfalls eine Mischeinrichtung für einen Ölbrenner betreffend, sind im Flansch 16 Löcher 28 vorgesehen, die einen Kreisring mit kleinerem Durchmesser als das Flammrohr 17 beschreiben.
Im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 7 und 8, das ebenfalls eine Mischeinrichtung für einen Ölbrenner beschreibt, sind im Flansch 16 des Mischrohres 1 Düsenrohre 20 angeordnet, die zur Längsmittelachse der Mischeinrichtung geneigt sind.
Die Fig. 9 bis 14 betreffen Mischeinrichtungen für einen Gasbrenner. Im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 9 und 10 ist der Flansch 16 des Mischrohres 1 wiederum mit radial ausgerichteten nach innen offenen Schlitzen 27 versehen und im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 11 und 12 weist der Flansch 16, der in einer planen Ebene liegt, Löcher 28 auf.
Im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 13 und 14 sind am Flansch 16, der wiederum in einer planen Ebene liegt, die senkrecht zur Längsmittelachse der Mischeinrichtung ausgerichtet ist, Düsenrohre 20 vorgesehen, die sich jedoch parallel zur Längsachse der Mischeinrichtung erstrecken. Der von den Düsenrohren 20 beschriebene Kreisring hat wiederum einen geringeren Durchmesser als das Flammrohr 17.

Claims (6)

  1. Mischeinrichtung für Öl- oder Gasbrenner mit einem Mischrohr (1) mit einer stirnseitigen Durchlaßöffnung (3), einer in Strömungsrichtung stromaufwärts vor der Durchlaßöffnung angeordneten, ringförmigen Stauscheibe (10) mit einem zur Durchlaßöffnung des Mischrohres weisenden zylindrischen Mantel (11) sowie mindestens einer Düse (4) und mindestens einer Zündelektrode (29), wobei der zylindrische Mantel bei der Durchlaßöffnung außen mit einem Konus versehen ist, dessen Abschlußrand mit kleinerem Durchmesser zumindestens annähernd, vorzugsweise exakt in der Ebene der Durchlaßöffnung des Mischrohres liegt, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Mantel (11) aus dem Mischrohr (1) hinausragt, wobei der Abschlußrand (18) des Konusses bzw. des Innenrohres (7) in Strömungsrichtung stromaufwärts vor dem Abschlußrand (32) des zylindrischen Mantels (11) liegt und daß die ringförmige Stauscheibe (10) mit radialen Schlitzen (12) versehen ist.
  2. Mischeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Mantel (11) mit vorzugsweise schlitzförmigen Durchbrechungen (33) versehen ist.
  3. Mischeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die schlitzförmigen Durchbrechungen (33) entlang Erzeugenden des zylindrischen Mantels (11) verlaufen.
  4. Mischeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Flammbereich vor dem Mischrohr (1) ein äußeres Rezirkulationsrohr (2) und ein inneres Flammrohr (17) angeordnet sind, wobei das Flammrohr (17) von einem Lochblech gebildet wird.
  5. Mischeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischrohr (1) einen Abschlußflansch (16) aufweist, der mit radialen, einseitig offenen Schlitzen (27) versehen ist.
  6. Mischeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Gasdüsen (25, 26) vorgesehen sind, von denen mindestens eine in Strömungsrichtung bis zur Flammseite der Stauscheibe (10) ragt.
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