DE19729089A1

DE19729089A1 - Mischeinrichtung

Info

Publication number: DE19729089A1
Application number: DE1997129089
Authority: DE
Inventors: Hartmut Dipl Ing Asmann; Oliver Dipl Ing Bachmann; Klaus Dipl Ing Busch; Frank Dipl Ing Weber; Axel Dr Ing Mueller; Juergen Dipl Ing Rollmann; Wilfried Dipl Ing Sikorra
Original assignee: Buderus Heiztechnik GmbH
Current assignee: Bosch Thermotechnik GmbH
Priority date: 1997-07-08
Filing date: 1997-07-08
Publication date: 1999-01-14

Description

Die Erfindung betrifft eine Mischeinrichtung für einen Öl- oder Gasbrenner nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Brenner dieser Art gehören zum allgemein bekannten Stand der Technik. Sie besitzen an der Ausmündung des Verbrennungsluftkanals eine Mischeinrichtung. In dieser wird die durch das Gebläse geförderte Verbrennungsluft intensiv mit dem durch eine zentrale Brennstoffdüse eingespeisten Brennstoff vermischt. Dabei ist eine gleichmäßige Vermi schung ausschlaggebend für eine nachfolgende gute Verbrennung. Man verwendet daher als Mischeinrichtung eine Blende mit Strömungsöffnungen in Loch- oder Schlitzformen im Bereich der Brennstoffdüse. Außerdem sind vorgeschaltete Verteiler- bzw. Vergleichmäßi gungseinrichtungen bekannt, welche auf dem Düsenstock befestigt sind und auch über Distanzstücke die gesamte Blende tragen können. Vor der Blende befindet sich bei den meisten Ausführungsformen ein Flammrohr mit Öffnungen im Mantel, um die Rezirkulati on von heißen Verbrennungsgasen aus dem umgebenden Brennraum in den unmittelba ren Bereich der Flamme zu ermöglichen.

Neuartige Brenner sind insbesondere auf die Absenkung der Stickoxidemissionen ausge legt. Es ergeben sich daher niedrigere Flammentemperaturen und infolge dessen verrin gern sich auch die Temperaturen an der Oberfläche der Mischeinrichtung. Bei ungünsti gen Betriebszuständen ist es daher bei Ölbrennern möglich, daß sich feinste Öltröpfchen oder Ruß aus der Startphase an diesen, im Verhältnis zum Brennerrohr relativ kalten Bauteilen ablagern und eventuell im nachfolgenden Brennerbetrieb nicht mehr abbren nen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Mischeinrichtung für einen Öl- oder Gas brenner bezüglich Verbrennungsqualität, Robustheit und Wartungsfreundlichkeit zu ver bessern.

Erfindungsgemäß wurde dies mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteil hafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Mischeinrichtung besteht aus einem Düsenstock mit aufgesetzter Verteilereinrichtung und Brennstoffdüse, einer Blende in deren Ausmündungsbereich mit Strömungsöffnun gen für die Verbrennungsluft sowie einem Flammrohr mit Rezirkulationsöffnungen für Ver brennungsgase. Der normalen, vorbekannten ersten Blende ist in geringem Abstand in Strömungsrichtung eine zweite Blende mit gleicher oder ähnlicher geometrischer Gestalt zugeordnet. Diese befindet sich vorzugsweise stromaufwärts vor den Rezirkulationsöff nungen im Flammrohr.

Zwischen beiden Blenden soll eine möglichst geringe Wärmeübertragung erfolgen, d. h. daß die zweite Blende durch symmetrisch angeordnete Befestigungselemente mit der er sten Blende an wenigen Punkten verbunden ist und sich dadurch ein gleichmäßiges Strömungsbild ergibt.

Der Außendurchmesser der zweiten Blende kann kleiner als der Innendurchmesser des Flammenrohres sein. Es entsteht ein äußerer, ringförmiger Querschnitt, durch den Rezir kulationsgas in den Zwischenraum gesaugt wird, wenn der Druck durch die Gestaltung der Strömungsöffnungen geringer als hinter der zweiten Blende ist. Die gleiche bzw. eine unterstützende Wirkung kann auch durch Bohrungen auf einem Teilkreis außerhalb der mit der ersten Blende korrespondierenden Strömungsöffnungen für die Verbrennungsluft erzielt werden. Damit erfolgt eine noch intensivere Mischung in unmittelbarer Nähe der Brennstoffdüse.

Mit einer Verstellmöglichkeit für den Abstand zwischen den beiden Blenden kann die Re zirkulationsmenge und somit die Brennerstabilität korrigiert werden.

Weiterhin kann die zweite Blende ausgestellte Randbereiche am Außenumfang sowie an den Strömungsöffnungen aufweisen. Diese Profilierung sitzt auf der ersten Blende auf und bildet vorgelagerte Hohlkammern, welche an der zum Flammrohr gerichtete Seite ver schlossen sind, um Verschmutzungen im Zwischenraum zu vermeiden. Eventuell können auf der dem Verbrennungsluftkanal zugewandten Seite Kühlöffnungen für die Hohlkam mern in der ersten Blende vorhanden sein. Zum Verhindern von Ablagerungen und zur Wärmeisolation kann der Raum zwischen den beiden Blenden mit vorzugsweise kerami schem Material gefüllt werden. Dies gilt sowohl für glatte Blenden als auch für profilierte Ausführungen.

Mit der erfindungsgemäßen Anordnung wird die Oberflächentemperatur an der Mischein richtung durch Abschirmung erhöht. Insbesondere beim Ölbrenner reicht das Temperatur niveau an der vorgelagerten, zweiten Blende aus, um feinste Öltröpfchen oder Ruß aus der Startphase wieder zu verbrennen. Die Vermischung von Verbrennungsluft, Brennstoff und Rezirkulationsgas wird verbessert. Es steigen dadurch Verbrennungsqualität, Ro bustheit und Wartungsfreundlichkeit, weil Ablagerungen in den entscheidenden Bereichen eines Brenners verhindert werden.

Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. Es zeigt:

Fig. 1 eine Mischeinrichtung mit durchgehendem Spalt zwischen zwei Blenden und

Fig. 2 eine Mischeinrichtung mit vorgelagerten, von zwei Blenden gebildeten Hohlkammern.

Die Mischeinrichtung befindet sich an der Ausmündung des Verbrennungsluftkanals 1 und besteht aus dem Düsenstock 2 mit zentraler Brennstoffdüse 3 und der aufgesetzten Verteilereinrichtung 4. Bei der gezeichneten Ausführungsform ist eine erste Blende 5 über Distanzelemente an der Verteilereinrichtung 4 befestigt und trägt in geringem Abstand eine vorgelagerte zweite Blende 6.

Beide besitzen gleiche oder ähnliche Strömungsöffnungen 7 für die Verbrennungsluft be züglich Abmessungen und Anordnungen um die Brennstoffdüse 3. Zusätzlich kann der Außendurchmesser der zweiten Blende 6 kleiner als der Innendurchmesser des Flamm rohres 8 gewählt werden, so daß ein Ringspalt 9 zum Ansaugen von Rezirkulationsgas in den Zwischenraum der Blenden 5, 6 entsteht. Alternativ oder ergänzend dazu können auch Bohrungen 10 oder andere Durchbrechungen auf einem äußeren Teilkreis in der zweiten Blende 6 angebracht sein.

Vorzugsweise sind beide Blenden 5, 6 in Strömungsrichtung vor den Rezirkulationsöff nungen 11 im Mantel des Flammrohres 8 angeordnet und über die Befestigungselemente 12 verbunden. Dabei ist der Abstand der Blenden 5, 6 so zu bemessen, daß durch die Verbrennungsluft und den Düsenstrahl im Zwischenraum ein Sogeffekt für das Rezirkula tionsgas entsteht, eine maximale Isolationswirkung zueinander erreicht wird und anderer seits Wirbelbildungen an korrespondierenden Kanten vermieden werden.

In einer weiteren Ausführungsform der Mischeinrichtung ist die zweite Blende 6 mit aus gestellten Randbereichen am Außenumfang und an den Strömungsöffnungen 7 verse hen. Mit dieser Profilierung sitzt sie auf der ersten Blende 5 auf und bildet Hohlkammern 13, welche insbesondere an der zum Flammrohr 8 gerichteten Seite verschlossen sind, um Verschmutzungen zu verhindern.

Claims

1. Mischeinrichtung für einen Öl- oder Gasbrenner, bestehend aus einem Düsen stock mit aufgesetzter Verteilereinrichtung und Brennstoffdüse, einer Blende in deren Ausmündungsbereich mit Strömungsöffnungen für die Verbrennungsluft sowie einem Flammrohr mit Rezirkulationsöffnungen für die Verbrennungsgase, dadurch gekennzeichnet, daß der ersten Blende (5) in geringem Abstand in Strömungs richtung eine zweite Blende (6) zugeordnet ist.

2. Mischeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Blende (5, 6) eine gleiche oder ähnliche geometrische Gestalt besitzen.

3. Mischeinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Blende (6) vorzugsweise vor den Rezirkulati onsöffnungen (11) im Flammrohr (8) angeordnet ist.

4. Mischeinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine möglichst geringe Wärmeübertragung zwischen der ersten und zweiten Blende (5, 6) erfolgt.

5. Mischeinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser der zweiten Blende (6) kleiner als der Innendurchmesser des Flammrohres (8) gestaltet ist.

6. Mischeinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Blende (6) außerhalb der mit der ersten Blende (5) korrespondierenden Strömungsöffnungen (7) für die Verbrennungsluft weitere Öff nungen (10) aufweist.

7. Mischeinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der ersten und zweiten Blende (5, 6) verstellbar ist.

8. Mischeinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Blende (6) durch vorzugsweise symmetrisch an geordnete Befestigungselemente (12) mit der ersten Blende (5) eine Baueinheit bildet.

9. Mischeinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Blende (6) so profiliert ist, daß sie mit ausgestell ten Randbereichen direkt auf der ersten Blende (5) aufsitzt und vorgelagerte Hohlkam mern (13) um die Strömungsöffnungen (7) bildet.

10. Mischeinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlkammern (7) an der zum Flammrohr (8) gerichteten Seite verschlossen sind.

11. Mischeinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum zwischen der ersten und zweiten Blende (5, 6) mit einem wärmeisolierenden, vorzugsweise keramischen Material ausgefüllt ist.