DE19729089A1

DE19729089A1 - Mixer for oil or gas burner with blast connection with distributor

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

Abstract

A first screen (5) is positioned in the aperture of the fuel nozzle (3) and has flow-openings for the combustion air, and a flame tube (8) with recirculation openings (11) for the combustion gases. A second, similar-shaped screen (6) is close to the first screen in the direction of flow, preferably in front of the recirculation openings. The external diameter of the second screen is smaller than the internal diameter of the flame tube. The second screen has further openings (10) outside the flow openings (7) for the combustion air matching the first screen. The first and second screens form a unit with fixture elements (12).

Description

Die Erfindung betrifft eine Mischeinrichtung für einen Öl- oder Gasbrenner nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a mixing device for an oil or gas burner according to the Preamble of claim 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.Burners of this type belong to the generally known prior art. You own a mixing device at the mouth of the combustion air duct. In this the combustion air conveyed by the fan intensely with that by a central one Fuel nozzle injected mixed fuel. There is an even vermi crucial for a subsequent good combustion. Therefore one uses as a mixing device an aperture with flow openings in hole or slot shapes in Area of the fuel nozzle. There are also upstream distributors or comparators supply devices known, which are attached to the nozzle assembly and also Spacers can carry the entire panel. In front of the bezel is the most embodiments use a flame tube with openings in the jacket to the recirculation on of hot combustion gases from the surrounding combustion chamber into the immediate to enable their area of the flame.

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.Novel burners are designed in particular to reduce nitrogen oxide emissions sets. This results in lower flame temperatures and consequently reduced also like the temperatures on the surface of the mixing device. If unfavorable conditions, it is therefore possible with oil burners that the finest oil droplets or soot from the start-up phase, relatively cold in relation to the burner tube Store components and possibly no longer burn in subsequent burner operation nen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Mischeinrichtung für einen Öl- oder Gas brenner bezüglich Verbrennungsqualität, Robustheit und Wartungsfreundlichkeit zu ver bessern. The invention has for its object a mixing device for an oil or gas burner regarding combustion quality, robustness and ease of maintenance improve.

Erfindungsgemäß wurde dies mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteil hafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.According to the invention, this was achieved with the features of claim 1. Advantage further training can be found in the subclaims.

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.The mixing device consists of a nozzle assembly with an attached distributor device and fuel nozzle, an orifice in its mouth region with flow openings conditions for the combustion air and a flame tube with recirculation openings for ver combustion gases. The normal, previously known first aperture is in a short distance Flow direction a second orifice with the same or similar geometric shape assigned. This is preferably located upstream of the recirculation opening in the flame tube.

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.The lowest possible heat transfer should take place between the two panels, d. H. that the second aperture by symmetrically arranged fasteners with which he Most aperture is connected at a few points and thus a uniform Flow pattern results.

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.The outer diameter of the second aperture can be smaller than the inner diameter of the Be flame tube. An outer, ring-shaped cross-section is created through the Rezir Kulationsgas is sucked into the space when the pressure by the design the flow openings are smaller than behind the second orifice. The same or one supportive effect can also be obtained by drilling on a pitch circle outside the flow openings for the combustion air corresponding to the first orifice be achieved. This results in an even more intensive mixture in the immediate vicinity of the Fuel nozzle.

Mit einer Verstellmöglichkeit für den Abstand zwischen den beiden Blenden kann die Re zirkulationsmenge und somit die Brennerstabilität korrigiert werden.With an adjustment option for the distance between the two panels, the Re circulation quantity and thus the burner stability can be corrected.

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.Furthermore, the second panel can have flared areas on the outer circumference and on have the flow openings. This profiling sits on the first panel and forms upstream hollow chambers, which ver on the side facing the flame tube are closed to avoid contamination in the space between them. Maybe you can cooling openings for the hollow chamber on the side facing the combustion air duct be present in the first panel. To prevent deposits and The space between the two panels can be insulated with preferably kerami be filled with chemical material. This applies to both smooth panels and profiled ones Executions.

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.With the arrangement according to the invention, the surface temperature is at the mixing direction increased by shielding. The temperature is particularly high for oil burners level on the upstream second aperture to remove the finest oil droplets or soot the start phase to burn again. The mixing of combustion air and fuel and recirculation gas is improved. This increases the quality of combustion, Ro bustiness and ease of maintenance because of deposits in the critical areas of a burner can be prevented.

Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. Es zeigt:The drawing shows an embodiment of the invention. It shows:

Fig. 1 eine Mischeinrichtung mit durchgehendem Spalt zwischen zwei Blenden und Fig. 1 shows a mixing device with a continuous gap between two panels and

Fig. 2 eine Mischeinrichtung mit vorgelagerten, von zwei Blenden gebildeten Hohlkammern. Fig. 2 shows a mixing device with upstream hollow chambers formed by two orifices.

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.The mixing device is located at the mouth of the combustion air duct 1 and consists of the nozzle assembly 2 with a central fuel nozzle 3 and the distributor device 4 attached. In the embodiment shown, a first screen 5 is fastened to the distributor device 4 via spacer elements and carries a second screen 6 in front of it at a short distance.

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.Both have the same or similar flow openings 7 for the combustion air with respect to dimensions and arrangements around the fuel nozzle 3rd In addition, the outer diameter of the second panel 6 can be chosen smaller than the inner diameter of the flame tube 8 , so that an annular gap 9 for sucking in recirculation gas into the space between the panels 5 , 6 is formed. As an alternative or in addition to this, bores 10 or other openings can also be made on an outer pitch circle in the second diaphragm 6 .

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.Preferably, both orifices 5 , 6 are arranged in the flow direction in front of the recirculation openings 11 in the jacket of the flame tube 8 and connected via the fastening elements 12 . The distance between the orifices 5 , 6 is to be dimensioned such that a suction effect for the recirculation gas is created by the combustion air and the jet stream in the intermediate space, maximum insulation effect is achieved to one another and other side eddies on corresponding edges are avoided.

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.In a further embodiment of the mixing device, the second orifice 6 is provided with edge regions on the outer circumference and at the flow openings 7 . With this profiling, it sits on the first screen 5 and forms hollow chambers 13 , which are closed in particular on the side facing the flame tube 8 in order to prevent contamination.

Claims

1. Mixing device for an oil or gas burner, consisting of a nozzle stock with attached distributor device and fuel nozzle, an orifice in its mouth area with flow openings for the combustion air and a flame tube with recirculation openings for the combustion gases, characterized in that the first orifice ( 5 ) a second orifice ( 6 ) is assigned at a short distance in the direction of flow.

2. Mixing device according to claim 1, characterized in that the first and the second diaphragm ( 5 , 6 ) have the same or similar geometric shape.

3. Mixing device according to claims 1 and 2, characterized in that the second diaphragm ( 6 ) is preferably arranged in front of the recirculation openings ( 11 ) in the flame tube ( 8 ).

4. Mixing device according to claims 1 to 3, characterized in that the lowest possible heat transfer between the first and second screen ( 5 , 6 ) takes place.

5. Mixing device according to claims 1 to 4, characterized in that the outer diameter of the second diaphragm ( 6 ) is made smaller than the inner diameter of the flame tube ( 8 ).

6. Mixing device according to claims 1 to 5, characterized in that the second aperture ( 6 ) outside of the first aperture ( 5 ) corresponding flow openings ( 7 ) for the combustion air further openings ( 10 ).

7. Mixing device according to claims 1 to 6, characterized in that the distance between the first and second diaphragm ( 5 , 6 ) is adjustable.

8. Mixing device according to claims 1 to 6, characterized in that the second diaphragm ( 6 ) forms a structural unit with the first diaphragm ( 5 ) by preferably symmetrically arranged fastening elements ( 12 ).

9. Mixing device according to claims 1 to 4, characterized in that the second diaphragm ( 6 ) is profiled so that it sits directly on the first diaphragm ( 5 ) with exhibited th edge areas and upstream hollow chamber ( 13 ) around the flow openings ( 7 ) forms.

10. Mixing device according to claims 1 to 4 and 9, characterized in that the hollow chambers ( 7 ) on the side facing the flame tube ( 8 ) are closed.

11. Mixing device according to claims 1 to 4, 9 and 10, characterized in that the space between the first and second diaphragm ( 5 , 6 ) is filled with a heat-insulating, preferably ceramic material.