DE29824223U1

DE29824223U1 - Blue burner

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Publication number: DE29824223U1
Application number: DE29824223U
Authority: DE
Original assignee: Viessmann Werke GmbH and Co KG
Current assignee: Viessmann Generations Group GmbH and Co KG
Priority date: 1998-04-02
Filing date: 1998-04-02
Publication date: 2000-08-10
Anticipated expiration: 2008-04-03

Description

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(18 410) Blaubrenner (18 410) Blue Spirits

Die Erfindung betrifft einen sogenannten Blaubrenner für die Bestückung von Heizkesseln.The invention relates to a so-called blue burner for the equipping of heating boilers.

Blaubrenner gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1 sind hinlänglich bekannt und in Benutzung, so daß es diesbezüglich an sich keines besonderen druckschriftlichen Nachweises bedarf. Bei solchen Brennern, zu denen sogenannte Flammrohre gehören, wird, die Flamme im Flammrohr stabilisiert bzw. brennt in diesem, wobei die Zündgeschwindigkeit im Gemisch (Öl, Luft, Abgas) gleich der entgegengesetzt zum Ende des Flammrohres hin gerichteten Strömungsgeschwindigkeit innerhalb des Flammrohres ist. Hierzu wird verwiesen bspw. auf DE-Z Wärmetechnik, 6,1991, Seite 350.Blue burners according to the generic term of claim 1 are well known and in use, so that no special written proof is required in this regard. In such burners, which include so-called flame tubes, the flame is stabilized in the flame tube or burns in it, whereby the ignition speed in the mixture (oil, air, exhaust gas) is equal to the flow speed within the flame tube directed in the opposite direction to the end of the flame tube. Reference is made, for example, to DE-Z Wärmetechnik, 6,1991, page 350.

Zur Abstimmung der beiden genannten Geschwindigkeiten können örtliche Zündquellen (wie glühendes Flammrohr zum Verändern der Zündgeschwindigkeit) und/oder lokale Rückströmzonen (Veränderung der Strömungsgeschwindigkeit) dienen. Diese Rückströmzonen sind jeweils von der Art der Verbrennungslufteinbringung durch die Luftblende und die der Öffnungen für das rezirkulierende von außerhalb des Flammrohres rückgeführte Abgas bestimmt.Local ignition sources (such as a glowing flame tube to change the ignition speed) and/or local backflow zones (change in flow speed) can be used to adjust the two speeds mentioned. These backflow zones are each determined by the type of combustion air supply through the air baffle and the openings for the recirculating exhaust gas returned from outside the flame tube.

Die Distanz von der Brennerdüse bis zur im Flammrohr stehenden Flamme dient dabei als Mischzone für die beteiligten Betriebsmittelkomponenten Brennstoff, Luft und rückgeführtes Ab-The distance from the burner nozzle to the flame in the flame tube serves as a mixing zone for the operating components involved: fuel, air and recirculated waste gas.

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gas und als Verdampfungszone für den eingedüsten Brennstoff. Rückströmendes Abgas unmittelbar aus dem Flammbereich ergibt sich dabei zum Teil in der Mehrzahl der Fälle auch im Flammrohr selbst.gas and as an evaporation zone for the injected fuel. In most cases, backflowing exhaust gases directly from the flame area also occur in the flame tube itself.

Durch die Anwendung dieser Mechanismen lassen sich stabile Flammen mit relativ guten Schadstoffwerten (NOx ca. 85 - 100 mg/kWh) erreichen. Die Schalldruckpegel solcher Brenner liegen oberhalb von ca. 103 db(A).By applying these mechanisms, stable flames with relatively good pollutant values (NOx approx. 85 - 100 mg/kWh) can be achieved. The sound pressure levels of such burners are above approx. 103 db(A).

Häufig haben solche Brenner innerhalb des sogenannten Flammrohres, den Bereich der Düse und unmittelbar dahinter umfassend, eine zusätzliche Hülse, die dazu dient, daß zusätzlich zur Abgasrückführung aus der Heizkesselbrennkammer eine Abgasrückführung gezielt auch innerhalb des Flammrohres erfolgt (siehe bspw. DE 42 09 221 Al).Such burners often have an additional sleeve within the so-called flame tube, encompassing the area of the nozzle and immediately behind it, which serves to ensure that, in addition to the exhaust gas recirculation from the boiler combustion chamber, exhaust gas recirculation also takes place specifically within the flame tube (see, for example, DE 42 09 221 Al).

Außer relativ aufwendig bauenden Blaubrennern, bei denen die Flammstabilisierung durch Erzeugung einer Drallströmung erfolgt (siehe bspw. EP 0 436 113 und 0 617 231) und die ebenfalls Verdampfungsbrenner darstellen, ist nach der DE-Z Wärmetechnik-Versorgungstechnik, Seiten 26-32, 3,1998 ebenfalls ein Blaubrenner als sogenannter Vorverdampfungsbrenner bekannt, mit dem vergleichbar gute Schadstoff- und Schalldruckwerte erreichbar sind. Dies kann aber offenbar nur mittels eines topfartigen, sogenannten Umkehreinsatzes erzielt werden, der stromab vor der Ausmündung des "Flammrohres", das in diesem Falle an sich kein Flammrohr mehr ist, gewissermaßen eine "Mini-Brennkammer" in der eigentlichen damit bestückten Heizkesselbrennkammer bildet,Apart from relatively complex blue burners, in which the flame is stabilized by generating a swirl flow (see e.g. EP 0 436 113 and 0 617 231) and which are also vaporization burners, according to DE-Z Wärmetechnik-Versorgungstechnik, pages 26-32, 3,1998, a blue burner is also known as a so-called pre-vaporization burner, with which comparably good pollutant and sound pressure values can be achieved. However, this can apparently only be achieved by means of a pot-like, so-called reversing insert, which forms a "mini combustion chamber" in the actual boiler combustion chamber downstream of the outlet of the "flame tube", which in this case is no longer a flame tube.

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in bzw. mit welcher "Minibrennkammer" die Flamme stabilisiert wird. Das "Flammrohr" und der Umkehreinsatz bilden dabei gewissermaßen eine Strömungsschikane, aus der die Heizgase nur durch eine Zweifachumlenkung zum Abzug gelangen können. Würde bei diesem Vorverdampfungsbrenner kein Umkehreinsatz vorgesetzt oder würde der Flammrohrmündung eine Brennkammerrückwand nicht relativ nahe gegenüberstehen, wäre die Flamme weder im Flammrohr noch unmittelbar in dessen Mündungsbereich zu halten bzw. zu stabilisieren.in or with which "mini combustion chamber" the flame is stabilized. The "flame tube" and the reversing insert form a kind of flow chicane from which the heating gases can only reach the exhaust by means of a double deflection. If no reversing insert were placed in front of this pre-evaporation burner or if a combustion chamber rear wall were not placed relatively close to the flame tube mouth, the flame could not be held or stabilized either in the flame tube or directly in its mouth area.

Ausgehend vom bekannten Stand der Technik, der bzgl. sogenannter Blaubrenner im Prinzip, wie vorerläutert, drei Varianten kennt, zusammenfassend nämlich solche, bei denen die Flamme im glühenden Flammrohr brennt bzw. in diesem stabilisiert ist, ferner solche, mit innerhalb des Brenners Drallströmung bewirkenden Ausbildungen, wobei die Drallströmung am Ende des Rohres praktisch auseinanderzentrifugiert und dadurch die Flamme stabilisiert wird, und schließlich die neueste Version, bei der die Stabilisierung (dies ggf.in Kombination mit einer Drallströmung) durch einen Umkehreinsatz bzw. durch eine nahestehend angeordnete Brennkammerwand erfolgt, liegt der Erfindung, ausgehend von einem Brenner gemäß Oberbegriff des Anspruches 1, die Aufgabe zugrunde, bei einfacher Bauweise und bei "kaltem" bzw. nicht glühendem "Flammrohr" den Brenner mit einfachen Mitteln so zu gestalten, daß die Flamme bei weiter verbesserten Emissions- und Schalldruckwerten stabilisiert am offenen Ende des Flammrohres steht und zwar insbesondere auch dann, wenn der Nahbereich stromab der Flamme von irgendwelchen quer zurBased on the known state of the art, which in principle, as explained above, has three variants of so-called blue burners, namely those in which the flame burns in the glowing flame tube or is stabilized in it, furthermore those with designs that cause swirl flow within the burner, whereby the swirl flow at the end of the tube is practically centrifuged apart and the flame is thereby stabilized, and finally the latest version in which the stabilization (this may be in combination with a swirl flow) is carried out by a reversing insert or by a combustion chamber wall arranged nearby, the invention, based on a burner according to the preamble of claim 1, is based on the task of designing the burner with simple means with a simple construction and with a "cold" or non-glowing "flame tube" so that the flame is stabilized at the open end of the flame tube with further improved emission and sound pressure values, in particular even when the immediate area downstream of the flame is affected by any transverse to the

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Strömungsrichtung stehenden Flächen oder Raumumschließungen frei ist.surfaces or room enclosures in the direction of flow.

Diese Aufgabe ist mit einem Blaubrenner der eingangs genannten bzw. der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art nach der Erfindung durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angeführten Merkmale gelöst.This object is achieved with a blue burner of the type mentioned at the outset or in the preamble of claim 1 according to the invention by the features recited in the characterizing part of claim 1.

Unter "den Querschnitt offen lassenden Mitteln" sind dabei solche noch zu erläuternde, gegenständlich - konstruktiver Art zu verstehen, d.h. also keine Mittel, die rein strömungstechnisch für eine Stabilisierung der Flamme sorgen und in Bezug auf "offen lassend" auch nicht solche, die stromab im Nahbereich der Mündung des Flammrohres als stabilisierend wirkende Stauflächen für die aus dem Flammrohr austretende Strömung wirken.The term "means that leave the cross-section open" refers to those that have yet to be explained, of a concrete, constructive nature, i.e. not to means that ensure stabilization of the flame in purely fluidic terms and, with regard to "leaving the cross-section open", not to means that act downstream in the vicinity of the mouth of the flame tube as stabilizing damming surfaces for the flow emerging from the flame tube.

Bis zur unmittelbar am Ende des "Flammrohres" stabilisierten, blau brennenden Flamme arbeitet ein solcher erfindungsgemäß ausgebildeter Brenner nach wie vor auf die Weise, daß die Verbrennungsluft mit einer Geschwindigkeit in das "Flammrohr", derart eingeführt wird, daß im wesentlichen dessen gesamte Länge als Vormisch- und Vorverdampfungsstrecke für Luft, Brennstoff und per Ruckstromoffnungsbemessung dosiert rückgeführtes Abgas genutzt wird.Up to the blue-burning flame stabilized immediately at the end of the "flame tube", such a burner designed according to the invention still works in such a way that the combustion air is introduced into the "flame tube" at a speed such that essentially its entire length is used as a premixing and pre-evaporation section for air, fuel and exhaust gas metered back by means of a backflow opening dimension.

Durch die gezielte Abstimmung von axialem Verbrennungsluftimpuls mit Einbringung des Brennstoffs unter nachfolgender Vormischung mit Abgas und nachfolgender Verdampfung in hier soge-Through the targeted coordination of axial combustion air pulse with introduction of the fuel with subsequent premixing with exhaust gas and subsequent evaporation in so-called

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nannten lokal unterschiedlichen Zonen erfolgt die Stabilisierung der Flamme erst stromab im Bereich der brennkammerseitigen Ausmündung des Flammrohres, das also kein Flammrohr im Sinne des Wortes mehr darstellt, sondern als relativ kalt bleibendes, d.h., nicht mehr glühendes Vormisch- und Verdampfungsrohr für die beteiligten Betriebskomponenten wirkt, wobei die erforderliche Verdampfungsenergie für die verdüsten Brennstoffpartikel durch das rückgeführte Abgas eingetragen wird.In the locally different zones mentioned above, the stabilization of the flame only takes place downstream in the area of the combustion chamber-side outlet of the flame tube, which is therefore no longer a flame tube in the true sense of the word, but acts as a premixing and evaporation tube for the operating components involved that remains relatively cold, i.e. no longer glows, whereby the required evaporation energy for the atomized fuel particles is introduced by the recirculated exhaust gas.

Die Einbringung der Verbrennungsluft ist, wie vorerwähnt, mit den Öffnungen am Flammrohr für die äußere Abgasrezirkulation aus der Heizkesselbrennkammer so abgestimmt, daß ein blockartiges Strömungsprofil entsteht, welches keine oder nur sehr kleine Rückströmzonen innerhalb des "Flammrohres" aufweist, was noch näher erläutert wird.As mentioned above, the introduction of combustion air is coordinated with the openings on the flame tube for the external exhaust gas recirculation from the boiler combustion chamber in such a way that a block-like flow profile is created which has no or only very small backflow zones within the "flame tube", which will be explained in more detail below.

Durch die an sich bekannte Aufteilung des StrömungsVorganges bzw. des Strömungsweges bis zum Flammbereich in die oben erwähnten, unterschiedlichen Zonen (Vormischung und Abgasansaugung, Vorverdampfung, Flammenstabilisierung) auf einer Weglänge von bspw. 150 - 450 mm (d.h. 1,2 - 6,5 &khgr; Flammrohrdurchmesser) und der dabei entscheidend erst nachfolgenden Stabilisierung der Flamme am Ende des "Flammrohres" können wesentlich höhere Abgasmengen der Verbrennung zugeführt werden.By dividing the flow process or the flow path up to the flame area into the above-mentioned different zones (premixing and exhaust gas intake, pre-evaporation, flame stabilization) over a path length of 150 - 450 mm (i.e. 1.2 - 6.5 x flame tube diameter) and the subsequent stabilization of the flame at the end of the "flame tube", which is crucial, significantly higher exhaust gas quantities can be fed into the combustion.

Vorteilhaft erweist sich hier, daß die entsprechende Energiedichte der Flamme durch deren Verlagerung an die Flammrohrausmündung abnimmt und somit neben den höheren, zugeführtenIt is advantageous here that the corresponding energy density of the flame decreases due to its displacement to the flame tube outlet and thus, in addition to the higher, supplied

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Abgasmengen zusätzlich eine relativ "kältere" Flamme stabilisiert werden kann. Außerdem wird der Schalldruckpegel durch die Verlagerung der Flamme an die Flammrohrmündung und die homogene Aufbereitung des Gemisches wesentlich reduziert (ca. < 100 dB (A)), weil der Resonanzraum "Flammrohr" durch die an das Ende des "Flammrohres" verlegte Strömungsveränderung abgekoppelt wird.In addition, a relatively "colder" flame can be stabilized in order to reduce the exhaust gas quantities. In addition, the sound pressure level is significantly reduced (approx. < 100 dB (A)) by moving the flame to the flame tube mouth and homogeneously preparing the mixture, because the "flame tube" resonance chamber is decoupled by the flow change moved to the end of the "flame tube".

Was die Mittel zur Flammstabilisierung betrifft, so wird dafür eine Querschnittserweiterung des Ausmündungsbereiches des Flammrohres bevorzugt. Es ist aber auch möglich, als Flammhalter in diesem Bereich einen Draht, Stift oder ein sehr weitmaschiges Gitter quer zur Strömung anzuordnen, also Elemente, die dem Ausmündungsquerschnitt nur minimal in Anspruch nehmen. D.h., wichtig ist dabei, daß der Ausmündungsquerschnitt des "Flammrohres" im wesentlichen offen bleibt.As far as the means of flame stabilization are concerned, an expansion of the cross-section of the outlet area of the flame tube is preferred. However, it is also possible to arrange a wire, pin or a very wide-meshed grid transverse to the flow as a flame holder in this area, i.e. elements that only take up a minimal amount of the outlet cross-section. In other words, it is important that the outlet cross-section of the "flame tube" remains essentially open.

Um in der Anlaufphase des Brenners aus bekannten Gründen eine Abgasrückführung aus der Heizkesselbrennkammer zu unterbinden bzw. zu reduzieren und um mechanische Abblendelemente zu vermeiden, wird die Abgasrückführung gemäß vorerwähnter EP 0 617 231 bevorzugt mittels eines Sperrvorhanges aus Luft unterbunden, was somit keiner näheren Erläuterung bedarf.In order to prevent or reduce exhaust gas recirculation from the boiler combustion chamber during the start-up phase of the burner for known reasons and to avoid mechanical shielding elements, exhaust gas recirculation is preferably prevented by means of an air barrier curtain according to the aforementioned EP 0 617 231, which therefore requires no further explanation.

Durch die an Blaubrennern erfindungsgemäß an sich einfache Verlegungsmaßnahme der Flammstabilisierung unmittelbar in den brennkammerseitigen Öffnungsbereich des "Flammrohres", und zwar mit anderen Mitteln als denen nach der vorerwähnten DE-Z Wärmetechnik-Versorgungstechnik, 3, 1998, ergibt sich ein zudemThe simple installation of flame stabilization on blue burners directly into the opening area of the "flame tube" on the combustion chamber side, using means other than those described in the aforementioned DE-Z Wärmetechnik-Versorgungstechnik, 3, 1998, results in a

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mit weiter verbesserten (bedingt offenbar durch die verstärkte Abgasrückführung) Emissionswerten arbeitender Brenner, dessen optimaler Blaubrand völlig unabhänhig von irgendwelchen nachzuordnenden Elementen, wie nahestehende Stauflächen (bspw. Brennkammerrückwand) oder Umkehreinsätzen gewährleistet ist, der also insbesondere auch ohne Anpassungsnotwendigkeiten in Heizkesselbrennkammern zum Einsatz kommen kann, aus denen die Heizgase nach hinten offen in Folgezüge abströmen.a burner operating with further improved emission values (apparently due to the increased exhaust gas recirculation), whose optimal blue combustion is guaranteed completely independently of any downstream elements, such as nearby storage areas (e.g. combustion chamber rear wall) or reversing inserts, which can therefore also be used in particular without the need for adjustment in boiler combustion chambers from which the heating gases flow openly to the rear into subsequent flues.

Der erfindungsgemäße Blaubrenner wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen näher erläutert .The blue burner according to the invention is explained in more detail below with reference to the drawings of exemplary embodiments.

Es zeigt schematischIt shows schematically

Fig.l einen Längschnitt durch den Brenner in bevorzugter Ausführungsform;Fig.l a longitudinal section through the burner in a preferred embodiment;

Fig. 2 einen entsprechenden Schnitt durch den Brenner in anderer Ausführungsf orm;Fig. 2 shows a corresponding section through the burner in another embodiment;

Fig.3 eine Draufsicht auf die Verbrennungsluftzufuhrblende; Fig.4 eine Ansicht stromauf gegen die Flammrohröffnung,·Fig.3 is a plan view of the combustion air supply aperture; Fig.4 is a view upstream towards the flame tube opening,

Fig. 5 stark vergrößert einen Axialschnitt durch den Endbereich des Flammrohres mit einem stabförmigen Element zur Flammstabilisierung undFig. 5 shows a greatly enlarged axial section through the end region of the flame tube with a rod-shaped element for flame stabilization and

Fig.6 im Schnitt eine besondere Ausführungsform des Flammrohrendbereiches .Fig.6 shows a special embodiment of the flame tube end area in section.

Der Blaubrenner besteht nach wie vor aus einer gebläsebestückten Verbrennungsluftzuführung 1, an deren Ende eine mitThe blue burner still consists of a fan-equipped combustion air supply 1, at the end of which a

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Luftdurchströmöffnungen 2 versehene Verbrennungsluftblende 5 angeordnet ist, an die sich ein mit mindestens einer Abgasrückführöffnung 6 in Höhe des Anordnungsbereiches der Brennstoffdüse 3 eines Düsenstockes 4 versehenes, brennkammerseitig offenes Flammrohr 7 anschließt, wobei die von einem Gebläse G und den Luftdurchströmöffnungen 2 repräsentierte Verbrennungsluftzuführung 1 und die Bemessung der Abgasrückfuhroffnungen 6 derart ausgelegt sind, daß das Flammrohr 7 über den wesentlichen Teil seiner Länge L als Vormisch- und Vorverdampfungsrohr wirkt. Nur der Vollständigkeit halber ist in Fig. 1 schematisch das zum Brenner gehörende Gebläse G mit angedeutet.A combustion air baffle 5 is arranged, which is provided with air flow openings 2 and is followed by a flame tube 7 which is open on the combustion chamber side and is provided with at least one exhaust gas recirculation opening 6 at the level of the arrangement area of the fuel nozzle 3 of a nozzle block 4, the combustion air supply 1 represented by a fan G and the air flow openings 2 and the dimensioning of the exhaust gas recirculation openings 6 being designed in such a way that the flame tube 7 acts as a premixing and pre-evaporation tube over the essential part of its length L. For the sake of completeness, the fan G belonging to the burner is also shown schematically in Fig. 1.

Für einen solchen Blaubrenner ist nun wesentlich, daß am düsenfernen, gegen die Heizkesselbrennkammer B axial offenen Endbereich 7' des Flammrohres 7 diesen Endbereich 7¹ im wesentlichen offen lassende Mittel 8 zur Flammstabilisierung angeordnet sind.For such a blue-flame burner, it is now essential that means 8 for flame stabilization are arranged at the end region 7' of the flame tube 7, which is axially open towards the boiler combustion chamber B and is remote from the nozzle, leaving this end region 7 ^' essentially open.

Die Misch- bzw. Vormischzone ist in Fig. 2 mit M, die Verdampfungszone mit V und der Flammbildungsbereich mit F bezeichnet. Da die blaue Flamme, wie kreuzschraffiert als Geschwindigkeitsprofil in Fig. 1 angedeutet gewissermaßen als flaches Polster im offenen Ende des Flammrohres 7 brennt, gibt es im Flammrohr 7 keine Rückströmung von Abgasen, sondern nur von außerhalb des Flammrohres aus der Heizkesselbrennkammer B, wie mit Pfeilen angedeutet, wobei die rückströmenden Abgase aufgrund der Sogwirkung im Flammrohr 7 in dieses durch die Abgasrückfuhroffnungen 6 in das Flammrohr 7 gelangen, sich dortThe mixing or premixing zone is designated M in Fig. 2, the evaporation zone V and the flame formation area F. Since the blue flame, as indicated cross-hatched as a velocity profile in Fig. 1, burns as a flat cushion in the open end of the flame tube 7, there is no backflow of exhaust gases in the flame tube 7, but only from outside the flame tube from the boiler combustion chamber B, as indicated by arrows, whereby the backflowing exhaust gases enter the flame tube 7 through the exhaust gas return openings 6 into the flame tube 7 due to the suction effect in the flame tube 7, where they settle.

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mit der einströmenden Verbrennungsluft mischen und mit dem ausgedüsten Brennstoff in die Verdampfungszone V gelangen, wo die verdüsten Brennstofftropfchen aufgrund der via Abgas eingetragenen Wärme weitgehend verdampfen und dann als Gemisch aus Luft, rückgeführtem Abgas und weitgehend vergastem Brennstoff in den Flammbereich F am Ende des Flammrohres 7 gelangen.mix with the incoming combustion air and enter the evaporation zone V with the sprayed fuel, where the atomized fuel droplets largely evaporate due to the heat introduced via the exhaust gas and then enter the flame region F at the end of the flame tube 7 as a mixture of air, recirculated exhaust gas and largely gasified fuel.

Um den Wärmeinhalt der aus der Brennkammer B rückgeführten Abgase weitgehend für die Verdampfung des Brennstoffes nutzen zu können, sind vorteilhaft die Luftzuströmöffnungen 2, wie in Fig. 3 angedeutet, als Einzelöffnungen in möglichst dichter Zuordnung gleichmäßig auf einem Teilkreis angeordnet, was praktisch zu einem Luftschlauch führt, der zur Folge hat, daß im Ringbereich zwischen Düse und Luftzuströmöffnungen 2 nur eine sehr schwache bzw. sehr kleine Unterdruckzone entsteht. Es ist aber auch möglich, wie ebenfalls gestrichelt angedeutet, die Luftzuströmöffnungen 2 in Form eines Ringspaltes 9 auszubilden. In order to be able to use the heat content of the exhaust gases returned from the combustion chamber B to the greatest extent possible for the evaporation of the fuel, the air inlet openings 2 are advantageously arranged as individual openings in as close a distance as possible on a partial circle, as indicated in Fig. 3, which practically leads to an air hose, which means that only a very weak or very small negative pressure zone is created in the ring area between the nozzle and the air inlet openings 2. However, it is also possible, as also indicated by dashed lines, to design the air inlet openings 2 in the form of an annular gap 9.

Was nun die Mittel 8 zur Flammstabilisierung betrifft, die ja entscheidend für das stabile Blaubrennen der Flamme am Ende des Flammrohres 7 sind, so wird dafür die Ausführungsform gemäß Fig. 1 bevorzugt, gemäß der diese Mittel 8, wie dargestellt, in Form einer Querschnittserweiterung 7" des brennkammerseitigen Endbereiches des Flammrohres 7 ausgebildet sind. Eine derartige Querschnittserweiterung 7", für deren Bemessung einige Millimeter Durchmesserunterschied zum Flammrohrdurchmesser genügen, führt zu einer Geschwindigkeitsreduzierung des abströmenden Gemisches in diesem Bereich und damit zur Stabilisierung derAs far as the means 8 for flame stabilization are concerned, which are crucial for the stable blue burning of the flame at the end of the flame tube 7, the embodiment according to Fig. 1 is preferred, according to which these means 8, as shown, are designed in the form of a cross-sectional expansion 7" of the end region of the flame tube 7 on the combustion chamber side. Such a cross-sectional expansion 7", for the dimensioning of which a few millimeters difference in diameter to the flame tube diameter is sufficient, leads to a reduction in the speed of the outflowing mixture in this area and thus to the stabilization of the

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Flamme, und zwar völlig unbabhängig von der sich an diesen Bereich anschließenden Umgebungsgeometrie.flame, completely independent of the surrounding geometry adjacent to this area.

Gleiche Stabilisierung der Flamme ist auch erreichbar, wenn man die Mittel 8 zur Stabilisierung, wie in Fig. 4 dargestellt, bspw. in Form eines weitmaschigen Gitters 8' aus geeignetem Drahtmaterial ausbildet oder, wie stark vergrößert in Fig. 5 verdeutlicht, in Form eines stabförmigen, den Öffnungsquerschnitt des Flammrohres 7 durchgreifenden Elementes 8" . Eine gegf. kombinierte Verwendung solcher Elemente 8', 8" mit einer Querschnittserweiterung 7" kann im übrigen ebenfalls in Betracht gezogen werden.The same stabilization of the flame can also be achieved if the means 8 for stabilization, as shown in Fig. 4, are designed, for example, in the form of a wide-meshed grid 8' made of suitable wire material or, as shown greatly enlarged in Fig. 5, in the form of a rod-shaped element 8" penetrating the opening cross-section of the flame tube 7. A possible combined use of such elements 8', 8" with a cross-sectional extension 7" can also be considered.

Eine alleinige Verwendung eines Gitters 8¹ oder eines Elemente 8" führt zwar zu keiner Geschwindigkeitsreduzierung wie bei der Querschnittserweiterung 7", hinter diesen Elementen 8' oder 8" entstehen aber gewissermaßen "Todwasserzwickel" bzw. Wirbel in der Strömung, die, wie sich gezeigt hat, ebenfalls stabilisierend für die Flamme wirken. Bevorzugt wird aber, wie gesagt, die Querschnittserweiterung 7" des Endbereiches des Flammrohres 7, zumal sich diese mit geringerem Herstellungs- und Materialaufwand verwirklichen läßt.The sole use of a grid 8 ¹ or an element 8" does not lead to a reduction in speed as with the cross-sectional expansion 7", but behind these elements 8' or 8""dead water wedges" or vortices are created in the flow, which, as has been shown, also have a stabilizing effect on the flame. However, as mentioned, the cross-sectional expansion 7" of the end region of the flame tube 7 is preferred, especially since this can be implemented with less manufacturing and material expenditure.

Mit Rücksicht auf Brennstoff, Brennstoffdüse, Brennstoffförderdruck und sonstige variable Druckverhältnisse haben sich Abmessungen des Flammrohres 7 in der Größenordnung vom 1,2 bis 6,5 fächern des Flammrohrdurchmessers als zweckmäßig erwiesen, wobei die Länge L' einer Querschnittserweiterung 7" nur einen kleinen Bruchteil (<l/3) der Länge L des Flammrohres 7 beträgt.With regard to fuel, fuel nozzle, fuel feed pressure and other variable pressure conditions, dimensions of the flame tube 7 in the order of 1.2 to 6.5 times the flame tube diameter have proven to be expedient, the length L' of a cross-sectional extension 7" being only a small fraction (<1/3) of the length L of the flame tube 7.

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Im übrigen bietet eine solche Querschnittserweiterung vorteilhafte Weiterbildungstnöglichkeiten dahingehend, daß der Endrand des Flammrohres 7 mit dem benachbarten Rand der Querschnittserweiterung einen Ringspalt 10 begrenzt (siehe Fig. 1), durch den zusätzlich stabilisierend Abgase dem Flammbereich zugeführt werden können, oder dahingehend, daß bei Verbindung des Flammrohres 7 mit der Querschnittserweiterung 7" durch einen Ringsteg 11 in diesem Abgasrückführöffnungen 12 (siehe Fig. 6) angeordnet sind.Furthermore, such a cross-sectional expansion offers advantageous further development possibilities in that the end edge of the flame tube 7 with the adjacent edge of the cross-sectional expansion delimits an annular gap 10 (see Fig. 1), through which additionally stabilizing exhaust gases can be supplied to the flame area, or in that when the flame tube 7 is connected to the cross-sectional expansion 7" by an annular web 11, exhaust gas recirculation openings 12 (see Fig. 6) are arranged in this.

Bekannte Methoden für die Bewältigung der bekannten Anfahrproblematik solcher abgasrückführender Brenner durch Drosselung bzw. Unterbindung der Abgaszufuhr in das Flammrohr 7 während der Anlaufphase können beim vorliegenden Blaubrenner ebenfalls ohne weiteres angewandt werden, wofür insbesondere eine pneumatische Abblendung der Abgaszuströmöffnungen 6 per Verbrennungsluftzufuhr durch Sperrluftzufuhröffnungen 13 an der Verbrennungsluftblende 5 in Frage kommt.Known methods for overcoming the known start-up problems of such exhaust gas recirculating burners by throttling or preventing the exhaust gas supply into the flame tube 7 during the start-up phase can also be easily applied to the present blue burner, for which purpose in particular a pneumatic dimming of the exhaust gas inlet openings 6 by supplying combustion air through sealing air supply openings 13 on the combustion air baffle 5 comes into consideration.

Claims

1. Blue burner for the equipping of heating boilers, consisting of a combustion air supply ( 1 ) equipped with a fan, at the end of which a combustion air baffle ( 5 ) provided with air flow openings ( 2 ) is arranged, to which a flame tube ( 7 ) is connected, which is open on the combustion chamber side and is provided with at least one exhaust gas recirculation opening ( 6 ) at the level of the arrangement area of the fuel nozzle ( 3 ) of a nozzle block ( 4 ), wherein the combustion air supply ( 1 ) represented by a fan (G) and the air flow openings ( 2 ) and the dimensioning of the exhaust gas recirculation openings ( 6 ) are designed in such a way that the flame tube acts as a premixing and preevaporation tube over the essential part of its length (L), characterized in that at the end region ( 7 ') remote from the nozzle and axially open towards the boiler combustion chamber (B) of the flame tube ( 7 ) means ( 8 ) for flame stabilization are arranged, leaving this end region ( 7 ') essentially open.

2. Blue burner according to claim 1, characterized in that the means ( 8 ) for flame stabilization are designed in the form of a cross-sectional widening ( 7 ") of the end region of the flame tube ( 7 ) on the combustion chamber side.

3. Blue burner according to claim 2, characterized in that the end edge of the flame tube ( 7 ) with the adjacent edge of the cross-sectional extension ( 7 ") delimits an annular gap ( 10 ).

4. Blue burner according to claim 2, characterized in that the end edge of the flame tube ( 7 ) is connected to the adjacent edge of the cross-sectional extension ( 7 ") by an annular web ( 11 ) in which exhaust gas recirculation openings ( 12 ) are arranged.

5. Blue burner according to claim 1, characterized in that the means ( 8 ) for flame stabilization are designed as a pin, web, wire, as a wide-mesh grid or the like projecting at least in the end region of the flame tube ( 7 ) transversely to the flame tube axis (A).

6. Burner according to one of claims 1 to 5, characterized in that a sealing air supply opening ( 13 ) running around the circumference of the diaphragm ( 5 ) or divided into several individual sections is arranged in front of the exhaust gas recirculation openings ( 6 ) in the flame tube ( 7 ).