DE19741508A1

DE19741508A1 - Mixer for oil or gas burner

Info

Publication number: DE19741508A1
Application number: DE1997141508
Authority: DE
Inventors: Hartmut Dipl Ing Asmann
Original assignee: Buderus Heiztechnik GmbH
Current assignee: Bosch Thermotechnik GmbH
Priority date: 1997-08-16
Filing date: 1997-09-20
Publication date: 1999-05-06

Abstract

At the transition from the support pipe (9) to the smaller diameter flame tube (10) is an axially aligned ring groove (11) whereby the projecting edge of the diaphragm collar (7) engages in the ring groove. The diaphragm collar can be a cylindrical collar projecting into the groove or a circumferential groove whose outer contour forms this cylindrical collar. A permanent metal fabric seal is placed at the bottom of the ring groove.

Description

Die Erfindung betrifft eine Mischeinrichtung für einen Öl- oder Gasbrenner nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie der Hauptanmeldung 197 35 512.9.The invention relates to a mixing device for an oil or gas burner according to the Preamble of claim 1 and the main application 197 35 512.9.

Brenner dieser Art gehören zum allgemein bekannten Stand der Technik und werden am sogenannten Brennerflansch an Heizkesseln montiert. Sie besitzen an der Ausmündung des Verbrennungsluftkanales, welcher im wesentlichen von einem Stützrohr umgeben wird, eine Mischeinrichtung. In dieser wird die durch das Gebläse geförderte Ver brennungsluft intensiv mit dem durch eine zentrale Brennstoffdüse eingespeisten Brenn stoff vermischt. Dabei ist eine gleichmäßige Vermischung ausschlaggebend für eine nachfolgende gute Verbrennung. Man verwendet daher als Mischeinrichtung eine Blende mit Strömungsöffnungen in Loch- oder Schlitzform im Bereich der Brennstoffdüse. Außer dem sind vorgeschaltete Verteiler- bzw. Vergleichmäßigungseinrichtungen bekannt, welche auf dem Düsenstock befestigt sind und auch über Distanzstücke die gesamte Blende tragen können.Burners of this type belong to the generally known prior art and are on so-called burner flange mounted on boilers. They have at the mouth of the combustion air duct, which is essentially surrounded by a support tube is a mixing device. In this, the Ver promoted by the blower combustion air intensively with the combustion fed through a central fuel nozzle mixed fabric. Uniform mixing is crucial for one subsequent good combustion. An aperture is therefore used as the mixing device with flow openings in the form of holes or slits in the area of the fuel nozzle. Except upstream distribution or equalization devices are known, which are attached to the nozzle assembly and also the whole via spacers Can wear aperture.

Vor der Blende ist bei den meisten Ausführungsformen ein Flammrohr mit Öffnungen im Mantel angebracht, um die Rezirkulation von heißen Verbrennungsgasen aus dem um gebenden Brennraum in den unmittelbaren Bereich der Flamme zu ermöglichen. Es wird in der Regel stirnseitig am Stützrohr befestigt. Am Außenumfang der Blende befindet sich eine am Flammrohr bzw. Stützrohr anliegende Dichtung. Diese ist notwendig, um den un kontrollierten Austritt von Verbrennungsluft außerhalb der Strömungsöffnungen in der Blende zu verhindern. In most embodiments, there is a flame tube with openings in front of the screen Jacket attached to the recirculation of hot combustion gases from around to give the combustion chamber in the immediate area of the flame. It is in usually attached to the front of the support tube. Is located on the outer circumference of the panel a seal against the flame tube or support tube. This is necessary to un controlled discharge of combustion air outside the flow openings in the To prevent aperture.

Bei unsachgemäßem Einbau der Dichtung oder überschrittenen Bauteiltoleranzen ist es möglich, daß in den entscheidenden Außenbereichen der Mischeinrichtung die Rezirkula tionsströmung durch austretende Verbrennungsluft gestört wird. Neben den erhöhten Schadstoffemissionen kommt es dann zur thermischen Überlastung der Mischeinrichtung. Weiterhin muß bei deren Demontage immer eine neue Dichtung als Auflageteil eingesetzt werden, da diese durch Ausgasen der enthaltenen Bindemittel bei hohen Temperaturen labil wird. Außerdem ergeben sich bei neuartigen Brennern, die insbesondere auf die Ab senkung der Stickoxidemissionen ausgelegt sind, niedrigere Flammentemperaturen und infolge dessen verringern sich auch die Temperaturen an der Oberfläche der Mischeinrich tung. Bei Ölbrennern ist es daher in ungünstigen Betriebszuständen möglich, daß sich feinste Öltröpfchen oder Ruß aus der Startphase an diesen, im Verhältnis zum Flammrohr relativ kalten Bauteilen anlagern und eventuell im nachfolgenden Brennerbetrieb nicht mehr abbrennen. Eine relativ breite Dichtung verhindert dabei zusätzlich den Wärmeüber gang zwischen den Bauteilen.In the event of improper installation of the seal or exceeded component tolerances possible that the recircula in the decisive outer areas of the mixing device tion flow is disrupted by escaping combustion air. In addition to the elevated Pollutant emissions then lead to thermal overloading of the mixing device. Furthermore, a new seal must always be used as a support part when disassembling as this is caused by outgassing the binder at high temperatures becomes unstable. In addition, there are new burners that focus in particular on the Ab designed to reduce nitrogen oxide emissions, lower flame temperatures and As a result, the temperatures on the surface of the mixer also decrease tung. With oil burners, it is therefore possible in unfavorable operating conditions that finest oil droplets or soot from the start phase on these, in relation to the flame tube store relatively cold components and possibly not in subsequent burner operation burn more. A relatively wide seal also prevents heat transfer corridor between the components.

Dazu wurde in der Hauptanmeldung vorgeschlagen, die Dichtung einzusparen, indem die Blende einen in das Stützrohr eingreifenden Blendenkragen aufweist, welcher in Strö mungsrichtung in das Stützrohr eingeschoben ist und mit seinem vorspringenden Rand an einem zugeordneten Bund des Stützrohres aufliegt. Die Abdichtung erfolgt durch direktes Aufeinanderliegen von Rand und Bund, vorzugsweise an einem stromaufwärts angeord neten Flansch.For this purpose, it was proposed in the main application to save the seal by using the Aperture has a bezel collar engaging in the support tube, which in Strö direction is inserted into the support tube and with its projecting edge an associated collar of the support tube rests. The sealing is done by direct The edge and collar lie on top of one another, preferably arranged on an upstream neten flange.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Mischeinrichtung für einen Öl- oder Gas brenner bezüglich Verbrennungsqualität, Robustheit und Wartungsfreundlichkeit zu ver bessern. Besonders soll die Abdichtung im Bereich der Blende weiter optimiert werden.The invention has for its object the mixing device for an oil or gas burner regarding combustion quality, robustness and ease of maintenance improve. In particular, the seal in the area of the panel should be further optimized.

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 Strömungsöffnungen für die Verbrennungsluft sowie einem Flammrohr mit Rezirkulationsöffnungen für Ver brennungsgase, welches in den Brennraum hinein ragt. Am Übergang vom Stützrohr zu dem im Durchmesser kleineren Flammrohr ist eine axial ausgerichtete Ringnut ange ordnet, in die der Blendenkragen mit einem vorspringenden Rand eingreift. Dieser ist als ein zum Flammrohr gerichteter, in die Ringnut hineinragender zylindrischer Bund gestaltet. Außerdem kann auch die Blende mit einer umlaufenden Nut am Blendenkragen versehen sein, deren Außenkontur den in die Ringnut eingreifenden Bund bildet. Die Abdichtung erfolgt mit einer am Grund der Ringnut eingelegten Dauerdichtung, beispielsweise aus Metallgewebe. Daran kommt der vorspringende Rand des Blendenkragens zur Anlage. Alternativ dazu kann ein direktes Abdichten ohne eine Einlage erfolgen, wenn der Grund der Ringnut als Anlagefläche für den Blendenkragen und/oder der Grund der umlaufenden Nut als Anlagefläche für das vorspringende Flammrohrende dient.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 for the combustion air and a flame tube with recirculation openings for ver combustion gases that protrude into the combustion chamber. At the transition from the support tube to an axially aligned annular groove is attached to the smaller diameter flame tube arranges, in which the bezel collar engages with a projecting edge. This is as a cylindrical collar directed towards the flame tube and protruding into the annular groove. In addition, the panel can also be provided with a circumferential groove on the panel collar be whose outer contour forms the collar engaging in the annular groove. The seal takes place with a permanent seal inserted at the base of the annular groove, for example Metal mesh. This is where the protruding edge of the visor collar comes into contact. Alternatively, direct sealing can be done without an insert if the reason is the annular groove as a contact surface for the panel collar and / or the bottom of the circumferential Groove serves as a contact surface for the projecting flame tube end.

Außerdem kann ein ringförmiges Federteil für den Kontakt mit dem Rand des Blenden kragens in die Ringnut eingebracht werden. Es wird vorzugsweise aus etwa 0,5 mm dünnem Federstahl hergestellt und mit seinem Innendurchmesser außen auf das über stehende Ende des Flammrohres geschoben. In Strömungsrichtung weitet sich das Feder teil bis auf einen größeren Außendurchmesser auf, so daß eine keilförmige, auf dem Grund der Ringnut endende Anlagefläche entsteht. Der Kontaktbereich mit dem Flamm rohr ist mit Schlitzen versehen, um mehrere über den Umfang verteilte Segmente auszu bilden. Diese besitzen eine gute Klemm- und Federwirkung und verhaken das Federteil am Flammrohr. Bei der Montage der Blende drückt der Rand des Blendenkragens auf die kegelige Mantelfläche. Dadurch wird das Federteil gespannt und ein metallisches Ab dichten an den ringförmigen Kontaktstellen gewährleistet.In addition, an annular spring member for contact with the edge of the bezel collar into the ring groove. It is preferably made from about 0.5 mm made of thin spring steel and with its inside diameter outside on the over pushed end of the flame tube. The spring widens in the direction of flow part up to a larger outer diameter, so that a wedge-shaped, on the Due to the annular groove ending contact surface is created. The contact area with the flame The tube is provided with slots in order to cut out several segments distributed over the circumference form. These have a good clamping and spring action and hook the spring part on Flame tube. When installing the panel, the edge of the panel collar presses on the conical outer surface. As a result, the spring part is tensioned and a metallic Ab tight at the ring-shaped contact points guaranteed.

Mit der erfindungsgemäßen Anordnung wird der Aufbau des Brenners vereinfacht. Im wesentlichen entsteht ein labyrinthartiger Übergang zwischen Verbrennungsluftkanal und Flammrohr am Außenumfang der Blende. Gegenüber herkömmlichen Ausführungen mit Dichtung verbessert sich die Handhabung der Mischeinrichtung bei Wartungs- und Servicearbeiten sowie in der Produktion. Die eigentliche Funktion ist nicht ausschließlich von der Dichtung abhängig, welche deshalb bisher hohe Anforderungen erfüllen mußte und vorsichtig zu behandeln war, sondern ergibt sich bei der vorgeschlagenen Ausführung aus mehreren Einzelmerkmalen. Wird das metallische Aufeinanderliegen noch mit einer eingelegten Dauerdichtung in der Ringnut kombiniert, so hat diese eine dauerhafte Funk tion, kann auf dem Grund der Ringnut verbleiben und ist dort vor eventuellen Beschädi gungen bei Wartungsarbeiten geschützt. Sie unterstützt die metallische Abdichtung und selbst kleine Fehlstellen führen nicht zum Verbrennungsluftdurchtritt durch das Labyrinth. Weiterhin ist die Oberflächentemperatur an der Mischeinrichtung durch den gut wärme leitenden, direkten Kontakt zwischen Flammrohr, Stützrohr und Blende ausreichend, um eventuell angelagerte Öltröpfchen oder Ruß aus der Startphase wieder zu verbrennen.With the arrangement according to the invention, the structure of the burner is simplified. in the essentially a labyrinthine transition between the combustion air duct and Flame tube on the outer circumference of the panel. Compared to conventional designs with Seal improves the handling of the mixing device during maintenance and Service work as well as in production. The actual function is not exclusive dependent on the seal, which therefore had to meet high requirements and was to be handled with care, but results from the proposed execution from several individual characteristics. If the metallic stack is still with one If the inserted permanent seal is combined in the ring groove, it has a permanent radio tion, can remain on the bottom of the ring groove and is there from possible damage protected during maintenance work. It supports the metallic seal and Even small imperfections do not lead to combustion air passing through the labyrinth. Furthermore, the surface temperature at the mixing device is good due to the warmth conductive, direct contact between the flame tube, support tube and screen sufficient to Burn any oil droplets or soot from the start-up phase.

Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. Es zeigt, jeweils im senk rechten Längsschnitt:The drawing shows an embodiment of the invention. It shows, each in the vertical right longitudinal section:

Fig. 1 eine Mischeinrichtung mit metallischer Abdichtung an einem Blendenkragen, Fig. 1 shows a mixing device with a metallic seal at an aperture collar,

Fig. 2 eine Abdichtung mit eingelegter Dauerdichtung, Fig. 2 shows a seal with inserted permanent seal,

Fig. 3 eine metallische Abdichtung mit einer Nut an der Blende, Fig. 3 is a metallic seal with a groove in the panel,

Fig. 4 eine Abdichtung mit einer Nut an der Blende mit eingelegter Dauerdichtung, Fig. 4 shows a seal with a groove on the cover with an inserted permanent seal,

Fig. 5 eine Abdichtung mit einer keilförmigen Dauerdichtung, Fig. 5 shows a seal with a wedge-shaped permanent seal,

Fig. 6 eine Abdichtung mit einem Federteil und Fig. 6 shows a seal with a spring part and

Fig. 7 ein Federteil in vergrößerter Darstellung. Fig. 7 shows a spring part in an enlarged view.

Die Mischeinrichtung befindet sich an der Ausmündung des Verbrennungsluftkanales 1 und besteht aus dem Düsenstock 2 mit zentraler Brennstoffdüse 3 und aufgesetzter Ver teilereinrichtung 4. Eine der Brennstoffdüse 3 zugeordnete Blende 5 ist mit Strömungs öffnungen 6 für die Verbrennungsluft versehen. Sie besitzt einen in Strömungsrichtung zeigenden Blendenkragen 7, ist mit den Distanzelementen 8 an der Verteileinrichtung 4 befestigt und wird in das Stützrohr 9 eingeschoben. Dieses ist mit dem Flammrohr 10 der art verbunden, daß ein nach innen weisender Vorsprung des durchmessergrößeren Stütz rohres 9 zusammen mit einem Überstand des Flammrohres 10 eine Ringnut 11 bildet. Darin wird der Blendenkragen 7 aufgenommen. 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 attached distributor device 4 . An orifice 5 assigned to the fuel nozzle 3 is provided with flow openings 6 for the combustion air. It has an orifice collar 7 pointing in the flow direction, is fastened to the distribution device 4 with the spacer elements 8 and is inserted into the support tube 9 . This is connected to the flame tube 10 of the type that an inward projection of the larger diameter support tube 9 forms an annular groove 11 together with a protrusion of the flame tube 10 . The aperture collar 7 is received therein.

Es erfolgt einerseits ein metallisches Dichten, indem sich die Blende 5 auf die Stirnseite des Flammrohres 10 oder der Blendenkragen 7 auf den Vorsprung des Stützrohres 9 auf legt. Andererseits wird zusätzlich noch eine Dauerdichtung 12 am Grund der Ringnut 11 angebracht, um eine variablere Dichtfunktion mit der Auflage an der Stirnseite des Flamm rohres 10 zu kombinieren. Die Dauerdichtung 12 besteht vorzugsweise aus Metallgewebe und kann keilförmig ausgeführt sein, um eine gute Anpassung an den Blendenkragen 7 zu erreichen. Um den Effekt der Labyrinth-Dichtung zu verstärken, wird die Blende 5 außen ebenfalls mit einer umlaufenden Nut 13 versehen.On the one hand, there is a metallic sealing, in that the cover 5 is placed on the end face of the flame tube 10 or the cover collar 7 on the projection of the support tube 9 . On the other hand, a permanent seal 12 is additionally attached to the base of the annular groove 11 in order to combine a more variable sealing function with the support on the end face of the flame tube 10 . The permanent seal 12 is preferably made of metal mesh and can be wedge-shaped in order to achieve a good adaptation to the panel collar 7 . In order to reinforce the effect of the labyrinth seal, the cover 5 is also provided on the outside with a circumferential groove 13 .

Bei einer anderen Ausführungsform wird ein ringförmiges Federteil 13 in die Ringnut 11 eingebracht, in dem es auf das überstehende Ende des Flammrohres 10 aufgeschoben wird und sich mit seinem größeren Außendurchmesser an dem nach innen weisenden Vorsprung des Stützrohres 9 abstützt. Es erfolgt bei der Montage der Blende 5 eine Vor spannung sowie ein metallisches Dichten, da der Rand des Blendenkragens 7 außen auf das Federteil 13 drückt. Dieses besitzt an seiner stromaufwärts gerichteten Seite Schlitze 14, die den Umfang in mehrere Segmente 15 aufteilen, um eine gute Haftung am Flamm rohr 10 zu erzielen.In another embodiment, an annular spring part 13 is introduced into the annular groove 11 , in which it is pushed onto the projecting end of the flame tube 10 and is supported with its larger outer diameter on the inward-pointing projection of the support tube 9 . It takes place during the assembly of the panel 5 before a voltage and a metallic sealing, since the edge of the panel collar 7 presses on the outside of the spring member 13 . This has on its upstream side slots 14 which divide the circumference into several segments 15 in order to achieve good adhesion to the flame tube 10 .

Claims

1. Mixing device for an oil or gas burner, consisting of a nozzle stock with attached distributor and fuel nozzle, an orifice with flow openings for the combustion air in the mouth area of a combustion air duct surrounded by a support tube and a flame tube protruding into the combustion chamber according to patent application 197 35 512.9 characterized in that at the smaller diameter flame tube (10) an axially directed annular groove (11) is arranged at the transition from the support tube (9) and that the aperture collar (7) engages with a projecting edge in the annular groove (11).

2. Mixing device according to claim 1, characterized in that the diaphragm collar ( 7 ) is designed as a cylindrical collar projecting into the annular groove ( 11 ).

3. Mixing device according to claims 1 and 2, characterized in that the diaphragm collar ( 7 ) is designed as a circumferential groove ( 13 ) whose outer contour forms the cylindrical collar engaging in the annular groove ( 11 ).

4. Mixing device according to claims 1 and 2, characterized in that a permanent seal ( 12 ), for example made of metal mesh, is inserted at the bottom of the annular groove ( 11 ), to which the projecting edge of the diaphragm collar ( 7 ) attaches.

5. Mixing device according to claims 1 to 3, characterized in that the bottom of the annular groove ( 11 ), the contact surface for the diaphragm collar ( 7 ) and / or the bottom of the circumferential groove ( 13 ), the contact surface for the end of the flame tube ( 10 ) forms.

6. Mixing device according to claims 1 to 3, characterized in that the projecting edge of the diaphragm collar ( 7 ) abuts an annular spring part ( 13 ) in the annular groove ( 11 ).

7. Mixing device according to claims 1 to 3 and 6, characterized in that the spring part ( 13 ) with a smaller diameter is pushed onto the end of the flame tube ( 10 ), expands outwards and with a larger diameter at the bottom of the annular groove ( 11 ) supports.

8. Mixing device according to claims 1 to 3, 6 and 7, characterized in that the spring part ( 13 ) at its smaller diameter end, approximately in the contact area with the flame tube ( 10 ), through slots ( 14 ) in several, distributed over the circumference Segments ( 15 ) is divided.