DE20207906U1

DE20207906U1 - Overlap zone between industrial burner ceramic pipe and metal pipe has corresponding array of exhaust gas apertures

Info

Publication number: DE20207906U1
Application number: DE20207906U
Authority: DE
Original assignee: Buderus Heiztechnik GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2002-05-22
Filing date: 2002-05-22
Publication date: 2003-09-25
Anticipated expiration: 2012-05-23

Abstract

A heating system burns liquid or gaseous fuel in a ceramic burner tube (1) which discharges to an overlapping and supporting metal pipe (2). The overlapping zone between the two pipes has a series of radial apertures (3, 3') for circulating effluent gases. The holes (3, 3') in each pipe correspond with those in the other pipe. The holes in the metal pipe are smaller and more precisely positioned than those in the ceramic pipe.

Description

BUDERUS HEIZTECHNIK GMBHBUDERUS HEATING TECHNOLOGY GMBH

G 1546 TE-P ZG 1546 TE-P Z

BeschreibungDescription Brennerrohr für einen GebläsebrennerBurner tube for a fan burner

Die Neuerung betrifft ein Brennerrohr für einen Gebläsebrenner zur Verbrennung von flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen nach dem Oberbegriff des Schutzanspruches 1.
Derartige Gebläsebrenner sind allgemein bekannt. Zum Beispiel zeigt die EP 0 683 883 B1 einen Blaubrenner mit einem Brennerrohr, welches in einen zugeordneten Brennraum hineinragt und an einem vorzugsweise stationären Stützrohr befestigt ist. An der stromaufwärts liegenden Basis ist dem Brennerrohr eine Blendenanordnung zugeordnet und im blendennahen Bereich befinden sich Öffnungen für die Rezirkulation von Abgasen aus dem umgebenden Brennraum. Damit werden insbesondere die Stickoxid-Emissionen reduziert, weil die Flamme vom rezirkulierenden Abgas gekühlt wird. Für eine optimale Verbrennung ist eine genaue Dosierung der Rezirkulation wichtig, so dass die Öffnungen im Brennerrohr sorgfältig auf die Blendenanordnung abgestimmt sein müssen.
Bekannte Brennerrohre werden aus Stahlblech hergestellt oder bestehen aus einem einstückigen keramischen Formteil. Dabei kommen keramische Brennerrohre besonders dann zum Einsatz, wenn im Betrieb eine starke Temperaturbelastung auftritt, für die selbst spezielle Stahlsorten nicht geeignet wären. So enthält auch die DE 198 32 131 C1 ein Flammrohr, dessen Mantel aus zwei unterschiedlichen, miteinander verbundenen Rohrhülsen aufgebaut ist, von denen diejenige Rohrhülse, die zur Festlegung am Stützrohr vorgesehen ist, aus Stahl und diejenige Rohrhülse, die im Wesentlichen den Brennraum des Brenners umgibt, aus Keramik gefertigt ist. Dabei soll mit dem metallischen Teil des Flammrohrmantels das Einstecken und Verstellen im umgebenden Stützrohr sichergestellt werden, weil damit ein Rezirkulationsquerschnitt zwischen dem stützrohrseitigen Ende des Flammrohres und dem Stützrohr selbst eingestellt werden soll.The innovation relates to a burner tube for a forced draught burner for the combustion of liquid or gaseous fuels according to the preamble of claim 1.
Such forced draft burners are generally known. For example, EP 0 683 883 B1 shows a blue burner with a burner tube that extends into an associated combustion chamber and is attached to a preferably stationary support tube. A baffle arrangement is assigned to the burner tube at the upstream base, and in the area near the baffle there are openings for the recirculation of exhaust gases from the surrounding combustion chamber. This reduces nitrogen oxide emissions in particular because the flame is cooled by the recirculating exhaust gas. For optimal combustion, precise dosing of the recirculation is important, so the openings in the burner tube must be carefully coordinated with the baffle arrangement.
Known burner tubes are made from sheet steel or consist of a one-piece ceramic molded part. Ceramic burner tubes are used in particular when high temperatures occur during operation, for which even special types of steel would not be suitable. DE 198 32 131 C1 also contains a flame tube whose casing is made up of two different, interconnected pipe sleeves, of which the pipe sleeve intended to be attached to the support tube is made of steel and the pipe sleeve that essentially surrounds the burner's combustion chamber is made of ceramic. The metal part of the flame tube casing is intended to ensure that it can be inserted and adjusted in the surrounding support tube, because this is intended to set a recirculation cross-section between the support tube end of the flame tube and the support tube itself.

Hier zeigt sich der Nachteil von keramischen Brennerrohren, nämlich die relativ aufwändige Fertigung sowie das Erreichen von nur relativ groben Form- und Lagetoleranzen. Ganz besonders zeigt sich dies beim direkten Einbringen der Öffnungen für die Rezirkulation vonThis is where the disadvantage of ceramic burner tubes becomes apparent, namely the relatively complex manufacturing process and the fact that only relatively rough shape and position tolerances can be achieved. This is particularly evident when the openings for the recirculation of

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Abgasen, die in einem keramischen Brennerrohr einerseits eine Mindestgröße aufweisen müssen, andererseits aber auch nicht mit solchen engen Toleranzen gefertigt werden können, wie es bei einer Stahlblech-Ausführung möglich ist.Exhaust gases, which on the one hand must have a minimum size in a ceramic burner tube, but on the other hand cannot be manufactured with such tight tolerances as is possible with a sheet steel version.

Der Neuerung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Brennerrohr für einen Gebläsebrenner zu schaffen, welches ein robustes Betriebsverhalten zeigt und einfach zu fertigen ist.The innovation is therefore based on the task of creating a burner tube for a forced draught burner which shows robust operating behaviour and is easy to manufacture.

Neuerungsgemäß wurde dies mit den Merkmalen des Schutzanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.According to the innovation, this was solved with the features of claim 1. Advantageous further developments can be found in the subclaims.

Gekennzeichnet ist das Brennerrohr dadurch, dass das keramische Brennerrohr am metallischen Stützrohr befestigt ist und dass sich die beiden Teile mindestens im Bereich der Öffnungen für die Rezirkulation von Abgasen derart überlappen, dass die Öffnungen für die Rezirkulation von Abgasen in beiden Teilen miteinander korrespondieren. Dabei weisen die Öffnungen für die Rezirkulation von Abgasen am Stützrohr vorzugsweise kleinere Querschnitte mit engeren Toleranzen auf als an der zugeordneten Position am Brennerrohr. Die relativ groben Abmessungen des keramischen Teils werden somit durch die zugeordneten, feineren Öffnungsquerschnitte ausgeglichen.The burner tube is characterized in that the ceramic burner tube is attached to the metal support tube and that the two parts overlap at least in the area of the openings for the recirculation of exhaust gases in such a way that the openings for the recirculation of exhaust gases correspond to one another in both parts. The openings for the recirculation of exhaust gases on the support tube preferably have smaller cross-sections with tighter tolerances than at the associated position on the burner tube. The relatively coarse dimensions of the ceramic part are thus compensated for by the associated, finer opening cross-sections.

Das Stützrohr ist topfartig gestaltet und mit einem zum Brennerrohr gerichteten Bund oder mit mehreren Vorsprüngen zur Aufnahme des Brennerrohres versehen. Dem entsprechend besitzt das Brennerrohr .am Innendurchmesser Aussparungen, in die der darauf maßlich abgestimmte Bund oder die Vorsprünge am Stützrohr eingreifen. Dabei entspricht vorzugsweise der Innendurchmesser des Bundes oder der Vorsprünge dem Innendurchmesser des vorderen, flammennahen Teils des Brennerrohres.The support tube is designed like a pot and is provided with a collar directed towards the burner tube or with several projections to accommodate the burner tube. Accordingly, the burner tube has recesses on the inner diameter into which the dimensionally coordinated collar or the projections on the support tube engage. The inner diameter of the collar or the projections preferably corresponds to the inner diameter of the front part of the burner tube closest to the flame.

Das Brennerrohr liegt mit der Stirnseite seines stützrohrseitigen Endes am Stützrohr an und ein angeformter, nach außen zeigender Rand am keramischen Teil wird vom Bördelrand eines außen am Stützrohr befestigten Haltebleches umgriffen. Im Bereich des angeformten Randes kann zusätzlich eine Zentriervorrichtung für die Positionierung des Brennerrohres am Stützrohr, insbesondere in Umfangsrichtung, vorgesehen sein. Diese besteht aus mindestens einer Aussparung im Bund des Brennerrohres, in die mindestens eine Lasche des Bördelrandes mit einer zugeordneten Breite eingreift.The burner tube rests against the support tube with the front side of its support tube-side end and a molded-on edge on the ceramic part pointing outwards is encompassed by the flanged edge of a retaining plate attached to the outside of the support tube. In the area of the molded-on edge, a centering device for positioning the burner tube on the support tube, in particular in the circumferential direction, can also be provided. This consists of at least one recess in the collar of the burner tube, into which at least one tab of the flanged edge with an assigned width engages.

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Bei einer alternativen Ausführungsform liegt das Brennerrohr innen im Stützrohr mit seinem angeformten Rand an und ist über die Blendenanordnung befestigt. Dabei sind ein zum Brennerrohr gerichteter Bund oder mehrere Vorsprünge mit Öffnungen für die Rezirkulation von Abgasen am Stützrohr angeordnet, welche auf der Außenseite des Brennerrohres mit den zugeordneten Öffnungen korrespondieren. Der Bund oder die Vorsprünge befinden sich dicht über dem Außenmantel des Brennerrohres, so dass der entstehende Spalt minimal ist und keinen Einfluss auf die Rezirkulationsöffnungen hat.
In einer anderen Variante liegt das Brennerrohr innen im Stützrohr mit seinem angeformten Rand an und ist über die Blendenanordnung befestigt. In einem an der Blendenanordnung angebrachten, zum Brennerrohr gerichteten Bund oder mehreren Vorsprüngen sind Öffnungen für die Rezirkulation von Abgasen angeordnet. Diese korrespondieren mit den zugeordneten Öffnungen im Brennerrohr, die teilweise überdeckt werden, von der Innenseite her.In an alternative embodiment, the burner tube rests on the inside of the support tube with its molded edge and is attached via the aperture arrangement. A collar directed towards the burner tube or several projections with openings for the recirculation of exhaust gases are arranged on the support tube, which correspond to the associated openings on the outside of the burner tube. The collar or the projections are located close to the outer casing of the burner tube, so that the resulting gap is minimal and has no influence on the recirculation openings.
In another variant, the burner tube rests on the inside of the support tube with its molded edge and is attached via the aperture arrangement. Openings for the recirculation of exhaust gases are arranged in a collar or several projections attached to the aperture arrangement and directed towards the burner tube. These correspond to the assigned openings in the burner tube, which are partially covered, from the inside.

Bei einer weiteren Ausführungsform ist das Brennerrohr direkt am Stützrohr befestigt und die Öffnungen für die Rezirkulation von Abgasen im Brennerrohr werden innen oder außen mit einem zugeordneten Ring aus Metall überdeckt. Dieser enthält Öffnungen für die Rezirkulation von Abgasen mit relativ engen Toleranzen, welche mit den zugeordneten Öffnungen am Brennerrohr korrespondieren.In a further embodiment, the burner tube is attached directly to the support tube and the openings for the recirculation of exhaust gases in the burner tube are covered on the inside or outside with an associated metal ring. This contains openings for the recirculation of exhaust gases with relatively narrow tolerances, which correspond to the associated openings on the burner tube.

Mit der neuerungsgemäßen Gestaltung wird ein Brennerrohr mit einem robusten Betriebsverhalten geschaffen, das einfach zu fertigen ist. Grundsätzlich werden die erforderlichen komplizierten Formen, besonders im Bereich der Rezirkulationsöffnungen, aus Stahlblech gebildet und der heiße Teil des Brennerrohres wird mit einem einfach geformten Keramikkörper realisiert. Dadurch ist das fertigungstechnische Einhalten von entsprechend engen Toleranzen an den erforderlichen Elementen, insbesondere an den Öffnungen für die Rezirkulation von Abgasen, leicht möglich. Gleiches gilt natürlich auch für alle anderen eng tolerierten Durchbrechungen der Brennerrohrwand sowie für jegliche Elemente zur Strömungslenkung am Brennerohr.The innovative design creates a burner tube with robust operating characteristics that is easy to manufacture. Basically, the required complicated shapes, especially in the area of the recirculation openings, are made of sheet steel and the hot part of the burner tube is made of a simply shaped ceramic body. This makes it easy to maintain tight tolerances on the required elements, especially on the openings for the recirculation of exhaust gases. The same naturally applies to all other closely tolerated openings in the burner tube wall and to any elements for directing the flow on the burner tube.

Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Neuerung dar und zeigt in einer einzigen Figur ein Brennerrohr eines Gebläsebrenners in einem vertikalen Schnitt.The drawing represents an embodiment of the innovation and shows in a single figure a burner tube of a forced draught burner in a vertical section.

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Das keramische Brennerrohr 1 ist am Stützrohr 2 aus Metall befestigt. Dabei überlappen sich Brennerrohr 1 und Stützrohr 2 mindestens im Bereich der Öffnungen 3, 3' für die Rezirkulation von Abgasen derart, dass die Öffnungen 3, 3' in beiden Teilen miteinander korrespondieren. Die Öffnungen 3' für die Rezirkulation von Abgasen am Stützrohr 2 haben kleinere Querschnitte mit engeren Toleranzen als die Öffnungen 3 an der zugeordneten Position am Brennerrohr 1.The ceramic burner tube 1 is attached to the metal support tube 2. The burner tube 1 and the support tube 2 overlap at least in the area of the openings 3, 3' for the recirculation of exhaust gases in such a way that the openings 3, 3' correspond to one another in both parts. The openings 3' for the recirculation of exhaust gases on the support tube 2 have smaller cross-sections with tighter tolerances than the openings 3 at the associated position on the burner tube 1.

Das Stützrohr 2 ist topfartig gestaltet und mit einem zum Brennerrohr 1 gerichteten Bund 4 zur Aufnahme des Brennerrohres 1 versehen. In einer Aussparung 5 am Innendurchmesser des Brennerrohres 1 greift der entsprechend bemessene Bund 4 ein. Mit der Stirnseite seines stützrohrseitigen Endes liegt das Brennerrohr 1 am Stützrohr 2 an. Die Fixierung erfolgt über einen angeformten Rand 6, welcher vom Bördelrand 7 eines außen am Stützrohr 2 befestigten Haltebleches 8 umgriffen wird.The support tube 2 is pot-shaped and is provided with a collar 4 directed towards the burner tube 1 for receiving the burner tube 1. The appropriately dimensioned collar 4 engages in a recess 5 on the inner diameter of the burner tube 1. The front side of the end of the burner tube 1 on the support tube rests against the support tube 2. It is fixed in place via a molded edge 6, which is surrounded by the flanged edge 7 of a retaining plate 8 attached to the outside of the support tube 2.

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Claims

1. Burner tube for a fan burner for the combustion of liquid or gaseous fuels, which extends into an associated combustion chamber, consists of a temperature-resistant material, preferably ceramic, and is fastened to a preferably stationary support tube made of metal, with a baffle arrangement assigned to the upstream base and openings for the recirculation of exhaust gases from the surrounding combustion chamber, characterized in that the burner tube ( 1 ) is fastened to the support tube ( 2 ) and that the burner tube ( 1 ) and support tube ( 2 ) overlap at least in the region of the openings ( 3 , 3 ') for the recirculation of exhaust gases in such a way that the openings ( 3 , 3 ') for the recirculation of exhaust gases correspond to one another in both parts.

2. Burner tube according to claim 1, characterized in that the openings ( 3 ') for the recirculation of exhaust gases on the support tube ( 2 ) preferably have smaller cross-sections with narrower tolerances than the openings ( 3 ) at the associated position on the burner tube ( 1 ).

3. Burner tube according to claims 1 or 2, characterized in that the support tube ( 2 ) is pot-shaped and is provided with a collar ( 4 ) directed towards the burner tube ( 1 ) or with several projections for receiving the burner tube ( 1 ).

4. Burner tube according to one of claims 1 to 3, characterized in that the burner tube ( 1 ) has at least one recess ( 5 ) on the inner diameter, into which the correspondingly dimensioned collar ( 4 ) or the projections on the support tube ( 2 ) engage, wherein preferably the inner diameter of the collar ( 4 ) or the projections corresponds to the inner diameter of the front part of the burner tube ( 1 ) near the flame.

5. Burner tube according to one of claims 1 to 4, characterized in that the burner tube ( 1 ) rests with the front side of its support tube-side end on the support tube ( 2 ) and that a molded edge ( 6 ) is encompassed by a flanged edge ( 7 ) of a retaining plate ( 8 ) fastened to the outside of the support tube ( 2 ).

6. Burner tube according to one of claims 1 to 5, characterized in that in the region of the molded edge ( 6 ) a centering device is provided for positioning the burner tube ( 1 ) on the support tube ( 2 ), in particular in the circumferential direction.

7. Burner tube according to one of claims 1 to 6, characterized in that the centering device consists of at least one recess in the edge ( 6 ) of the burner tube ( 1 ), into which at least one tab of the flanged edge ( 7 ) with an associated width engages.

8. Burner tube according to one of claims 1 to 7, characterized in that the burner tube ( 1 ) rests on the inside of the support tube ( 2 ) with its molded edge ( 6 ) and is fastened via the aperture arrangement, wherein a collar directed towards the burner tube ( 1 ) or several projections with openings ( 3 ') for the recirculation of exhaust gases are arranged on the support tube ( 2 ), which correspond to the associated openings ( 3 ) on the outside of the burner tube ( 1 ).

9. Burner tube according to one of claims 1 to 8, characterized in that the burner tube ( 1 ) rests on the inside of the support tube ( 2 ) with its molded edge ( 6 ) and is fastened via the diaphragm arrangement, wherein a collar directed towards the burner tube ( 1 ) or several projections with openings ( 3 ') for the recirculation of exhaust gases are arranged on the diaphragm arrangement, which correspond to the associated openings ( 3 ) on the inside of the burner tube ( 1 ).

10. Burner tube according to one of claims 1 to 9, characterized in that the burner tube ( 1 ) is fastened to the support tube ( 2 ) and the openings ( 3 ) for the recirculation of exhaust gases in the burner tube ( 1 ) are covered inside or outside with an associated metal ring which is provided with openings ( 3 ') for the recirculation of exhaust gases which correspond to the associated openings ( 3 ) on the burner tube ( 1 ).