DE4208849A1

DE4208849A1 - Oil blower burner assembly - has burner tube issuing into combustion chamber of boiler for feed of combustion air with nozzle blast connection

Info

Publication number: DE4208849A1
Application number: DE19924208849
Authority: DE
Inventors: Hajo Dipl Ing Wilken
Original assignee: Broetje August & Co GmbH
Current assignee: AUGUST BROETJE GMBH, 26180 RASTEDE, DE
Priority date: 1992-03-19
Filing date: 1992-03-19
Publication date: 1993-09-23

Abstract

The enclosed exhaust gas channel leads from the exhaust gas chamber, partic. from the combustion chamber of the boiler, to the fuel nozzle (5). Exhaust gas channels are arranged with their outlet ends concentric to the fuel nozzle, and extend into an opening (8) in a build-up component (9). Several exhaust gas channels issue in a pot (7) located on the nozzle trunk (4) and concentrically enclosing it. The pot is open to the fuel nozzle. The open side of the pot facing the fuel nozzle is narrowed and extends into the opening (8) in the build-up component (9). USE/ADVANTAGE - To reduce nitrous oxide in the exhaust gas of an oil blower burner.

Description

Die Erfindung betrifft einen Ölgebläsebrenner mit einem in einen Brennraum eines Kessels ausmündenden Brennerrohr zur Führung von Verbrennungsluft, einem im Brennerrohr stehenden Düsenstock, an dessen freiem Ende eine gegen die Ausmündung des Brennerrohres gerichtete Brennstoffdüse sitzt und mit einem im Brennerrohr befindlichen Stauelement.The invention relates to an oil blowing burner with a a combustion chamber of a burner pipe opening out to a boiler Guidance of combustion air, one standing in the burner tube Nozzle stick, at its free end one against the mouth of the burner tube directed fuel nozzle sits and with a baffle element located in the burner tube.

Zur Reduzierung von Stickoxiden im Abgas eines mit einem Ölgebläsebrenner beheizten Kessels ist es bekannt, einen Teil der Abgase aus dem Brennraum bzw. einem Abgasraum des Kessels abzuleiten und erneut der Verbrennungszone zuzuführen.To reduce nitrogen oxides in the exhaust gas one with one Oil-fired burner heated boiler is known to be a part the exhaust gases from the combustion chamber or an exhaust chamber of the boiler to be derived and fed back to the combustion zone.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Stickoxid- Reduzierung bei Ölgebläsebrennern entscheidend zu verbessern.The invention has for its object the nitrogen oxide To significantly reduce the reduction in forced draft burners.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch wenigstens einen von einem Abgasraum des Kessels, insbesondere dem Brenn raum, zur Brennstoffdüse führenden, in sich geschlossenen Ab gaskanal.This object is achieved by at least one of an exhaust gas chamber of the boiler, in particular the burner space, leading to the fuel nozzle, self-contained from gas channel.

Bei dem erfindungsgemäßen Ölgebläsebrenner wird mittels des geschlossenen Abgaskanals rezirkulierendes unvermischtes Abgas gezielt in die unmittelbare Nähe des aus der Düse ver sprühten Ölnebels gebracht, was im wesentlichen zwei Vorteile ergibt. In the oil blowing burner according to the invention of the closed exhaust duct recirculating unmixed Exhaust gas targeted in the immediate vicinity of the ver sprayed oil mist brought, which are essentially two advantages results.

Zum einen wirken sich die über den geschlossenen Abgasweg zugeführten heißen Gase förderlich auf den Verdampfungsprozeß der Ölnebel-Tröpfchen aus, was den gesamten Verbrennungsprozeß verbessert.On the one hand, they affect the closed exhaust gas path supplied hot gases conducive to the evaporation process the oil mist droplet from what the entire combustion process improved.

Zum zweiten wird der Sauerstoff-Partialdruck im für die Verbrennung besonders kritischen Kernbereich der Flamme ge senkt, was zu einer Reduzierung der Verbrennungstemperatur im Flammenkern und somit zu einer Verringerung der thermischen NO_x-Bildung führt.Secondly, the oxygen partial pressure is reduced in the core area of the flame, which is particularly critical for combustion, which leads to a reduction in the combustion temperature in the flame core and thus to a reduction in the thermal NO _x formation.

Die Anordnung der Abgaskanäle kann so erfolgen, daß ihre Austrittsenden konzentrisch zur Brennerdüse angeordnet sind und dabei in eine die Brennstoffdüse konzentrisch umgebende Öffnung eines an sich bekannten Stauelementes hineinragen.The arrangement of the exhaust channels can be such that their Exit ends are arranged concentrically to the burner nozzle and thereby into a concentrically surrounding the fuel nozzle Project opening of a dam element known per se.

Eine bevorzugte zweckmäßige Ausgestaltung sieht vor, daß ein in sich geschlossener Abgaskanal vom außerhalb des Bren nerrohres liegenden Bereich in das Brennerrohr zum Nahbereich der Brennstoffdüse geführt ist und dabei z. B. einen Endab schnitt des Düsenstockes in Form eines konzentrisch angeord neten Rohres umgibt, und dadurch mit einem ringförmigen Spalt an der Brennstoffdüse ausmündet.A preferred expedient embodiment provides that a self-contained exhaust duct from outside the Bren nerrohres lying area in the burner tube to close range the fuel nozzle is guided and z. B. an end cut the nozzle stick in the form of a concentric arrangement Neten pipe surrounds, and thus with an annular gap opens out at the fuel nozzle.

Ein in sich geschlossener Abgaskanal ist nach einer wei teren besonders zweckmäßigen Ausgestaltung dadurch gebildet, daß mehrere Abgaskanäle in einen auf den Düsenstock sitzenden und diesen konzentrisch umgebenden Topf münden, der zur Brenn stoffdüse hin offen ist. Der Weg des Abgases vom Abgasraum zum Nahbereich der Düse ist damit bis zum Austritt des Abgases im Nahbereich der Düse gegenüber im Verbrennungsrohr strömender Verbrennungsluft abgeschirmt. Die offene, der Brennstoffdüse zugekehrte Seite des Topfes ragt zweckmäßigerweise in eine die Brennstoffdüse konzentrisch umgebende Öffnung des Stauelemen tes hinein und ist verjüngt. Durch die im Brennerrohr strömen de Verbrennungsluft wird somit im Bereich des Austritts der offenen Mündung des Topfes eine injektorähnliche Saugwirkung hervorgerufen, durch die vom Abgasraum über den geschlossenen Abgaskanal Abgas in den Nahbereich der Brennstoffdüse gesaugt wird. Mehrere Abgaskanäle, die in einen auf dem Düsenstock sitzenden Topf münden, sind bevorzugt als etwa radial vom Topf abstehende Rohrstutzen ausgebildet. Im Mantel des Brennerroh res sind Durchbrüche angeordnet, von denen jeder zu einer Ein mündung je eines im Brennerrohr befindlichen, zur Brennstoff düse führenden Abgaskanals, bzw. Rohrstutzens, etwa kongruent ist. Eine weitere vorteilhafte Anordnung zur Förderung von Ab gas wird durch Drallelemente im Verbrennungsluftstrom er reicht. Diese können z. B. als radial verlaufende Schlitze im Stauelement oder als Leitschaufeln auf dem Mantel des Topfes ausgeführt sein. Die so in kräftigen Drall versetzte Verbren nungsluft erzeugt an der Austrittsöffnung des Topfes eine Un terdruckzone zur Förderung von Abgas durch die Abgaskanäle.A self-contained exhaust duct is after a white teren particularly expedient embodiment formed by that several exhaust ducts in one sitting on the nozzle block and flow into this concentrically surrounding pot, which is used for burning fabric nozzle is open. The path of the exhaust gas from the exhaust space to The vicinity of the nozzle is thus in the exhaust gas outlet Close area of the nozzle opposite in the combustion pipe flowing Combustion air shielded. The open, the fuel nozzle facing side of the pot expediently protrudes into a Fuel nozzle concentrically surrounding opening of the damming element tes in and is rejuvenated. Flow through the ones in the burner tube de Combustion air is thus in the area of the outlet of the open mouth of the pot an injector-like suction caused by the exhaust from the closed room Exhaust gas duct Exhaust gas sucked into the vicinity of the fuel nozzle becomes. Several exhaust ducts in one on the nozzle block sitting pot, are preferred as approximately radial from the pot protruding pipe socket. In the coat of the burner pipe res are breakthroughs, each of which is an on mouth of one in the burner tube for fuel nozzle leading exhaust duct, or pipe socket, approximately congruent is. Another advantageous arrangement for the promotion of Ab gas is created by swirl elements in the combustion air flow enough. These can e.g. B. as radial slots in Damming element or as guide vanes on the jacket of the pot be executed. The scorching that is so powerfully swirled Air creates an Un at the outlet opening of the pot ter pressure zone for conveying exhaust gas through the exhaust gas ducts.

Der Topf und die Abgaskanäle können in einer als Gußteil ausgebildeten abgasführenden Baueinheit integriert sein. Dies vermindert Bau und Montageaufwand. Die Baueinheit kann aus wechselbar im Brennerrohr bzw. am Düsenstock angeordnet sein. Die gesamte Baueinheit kann z. B. aus Druckguß gefertigt sein und auch verschiebbar auf dem Düsenstock angeordnet werden, um eine Einstellung der Ausmündungen der Abgaskanäle im Nahbe reich der Brennstoffdüse so vornehmen zu können, daß ein opti maler Brennerbetrieb gewährleistet ist.The pot and the exhaust ducts can be cast as one trained exhaust gas-carrying unit to be integrated. This reduces construction and assembly effort. The assembly can be made be exchangeable in the burner tube or on the nozzle assembly. The entire unit can, for. B. be made of die casting and can also be slidably arranged on the nozzle assembly a setting of the outlets of the exhaust gas channels in the near rich to make the fuel nozzle so that an opti painter burner operation is guaranteed.

Darüber hinaus kann in vorteilhafter Weise auch das Stau element als eine an der Abgas zur Brennstoffdüse leitenden Baueinheit befestigte Scheibe ausgebildet sein. Dabei kann die Anordnung so gewählt sein, daß die offene Seite des Topfes im Nahbereich der Brennstoffdüse einen die Brennstoffdüse umge benden Ringspalt ausbildet und mit einem entsprechend verjüng ten Abschnitt in eine Zentralöffnung in der Scheibe hinein ragt, so daß sich eine Injektorwirkung aufgrund der durch die Zentralöffnung in der Scheibe strömenden Verbrennungsluft einstellt. Zur intensiven Vermischung von Abgas mit der Ver brennungsluft kann die Scheibe auch mehrere radial verlaufende Schlitze oder Reihen von Durchbrüchen aufweisen.In addition, the jam can also be advantageous element as a conduit leading to the fuel nozzle at the exhaust gas Unit attached disk be formed. The Arrangement should be chosen so that the open side of the pot in Close range of the fuel nozzle and the fuel nozzle vice versa forming annular gap and tapered accordingly section into a central opening in the pane protrudes, so that an injector effect due to the by Central opening in the combustion air flowing in the disc sets. For intensive mixing of exhaust gas with the Ver combustion air, the disc can also have several radially running Have slots or rows of openings.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht Drosselein richtungen in den Abgaskanälen vor. So kann z. B. durch Ver schieben der Abgaskanäle gegenüber den Durchbrüchen im Bren nerrohr der Querschnitt der Durchbrüche teilweise abgedeckt werden, und damit der Abgasstrom gedrosselt werden.Drosselein sees a further advantageous embodiment directions in the exhaust ducts. So z. B. by Ver push the exhaust channels towards the breakthroughs in the Bren nerrohr the cross section of the openings partially covered be, and thus the exhaust gas flow are throttled.

Die Drosselung des Abgases kann vorteilhaft in Abhängig keit vom Betriebszustand des Brenners gesteuert werden, z. B. in Abhängigkeit von der Betriebstemperatur. Insbesondere im kalten Zustand kann eine zu starke Zumischung von Abgas den Verbrennungsprozeß störend beeinflussen. So ist es vorteil haft, die beigemischte Abgasmenge beim Kaltstart gering und bei erreichter Brennerbetriebstemperatur höher zu dosieren. The throttling of the exhaust gas can advantageously be dependent speed can be controlled by the operating state of the burner, e.g. B. depending on the operating temperature. Especially in cold condition can be a too strong admixture of exhaust gas Interfering with the combustion process. So it is advantageous the admixed amount of exhaust gas at cold start is low and to be dosed higher when the burner operating temperature is reached.

Eine zweckmäßige Ausführung kann z. B. durch Bimetall ge steuerte Klappen im Abgaskanal oder am Durchbruch des Bren nerrohres vorsehen.A practical implementation can, for. B. by bimetal controlled flaps in the exhaust duct or at the breakthrough of the Bren provide nerrohres.

Im kalten Zustand drosselt die Klappe stark oder ver schließt den Durchbruch. Bei steigender Betriebstemperatur gibt die Klappe einen größeren Abgasstrom frei.In the cold state, the flap throttles strongly or ver closes the breakthrough. With increasing operating temperature the valve releases a larger exhaust gas flow.

Ausführungsbeispiele der Erfindung, aus denen sich weitere erfinderische Merkmale ergeben, sind in der Zeichnung darge stellt. Es zeigen:Embodiments of the invention, from which there are further inventive features are shown in the drawing Darge poses. Show it:

Fig. 1 den abgasraumseitigen Teilbereich eines Ölgebläse brenners im Schnitt, Fig. 1 shows the exhaust chamber side portion of a fan-assisted oil burner in section,

Fig. 2 eine Ansicht des Teilbereiches im Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1, Fig. 2 is a view of the portion taken along the line II-II in Fig. 1 in section,

Fig. 3 einen Teilbereich eines Ölgebläsebrenners gemäß ei ner zweiten Ausführungsform im Schnitt und Fig. 3 shows a portion of an oil blowing burner according to egg ner second embodiment in section and

Fig. 4 eine Seitenansicht der Ausführungsform gemäß Fig. 3. Fig. 4 is a side view of the embodiment of FIG. 3.

In Fig. 1 ist der dem Brennraum zugekehrte Teilbereich eines Ölgebläsebrenners im Schnitt dargestellt. Das Brenner rohr 1 weist an seinem offenen Ende 2, mit dem es in einen nicht weiter dargestellten Brennraum z. B. eines Kessels aus mündet, einen verengenden Abschnitt 3 auf. Konzentrisch im Brennerrohr ist ein Düsenstock 4 gehalten, durch den Brenn stoff zu einer am freien Ende des Düsenstockes sitzenden Brennstoffdüse 5 geleitet wird. In Richtung der Pfeile 6 strömt durch das Brennerrohr 1 von einem hier nicht weiter dargestellten Gebläse eingedrückte Verbrennungsluft. Auf dem Düsenstock 4 sitzt ein Topf 7, der den Düsenstock 4 konzen trisch umgibt und der zur Brennstoffdüse 5 hin offen ist. Die offene, der Brennstoffdüse 5 zugekehrte Seite des Topfes 7 ragt in eine die Brennstoffdüse 5 konzentrisch umgebende Öff nung 8 eines als Scheibe ausgebildeten Stauelementes 9 hinein und ist verjüngt. Das Stauelement 9 wird über Stege 10 am sich verjüngenden Abschnitt 11 des Topfes 7 gehalten.In Fig. 1, the portion of the oil blower burner facing the combustion chamber is shown in section. The burner tube 1 has at its open end 2 , with which it is in a combustion chamber, not shown, for. B. a boiler opens out, a narrowing section 3 . A nozzle assembly 4 is held concentrically in the burner tube, through which fuel is passed to a fuel nozzle 5 seated at the free end of the nozzle assembly. Combustion air which is pressed in by a blower (not shown here) flows through the burner tube 1 in the direction of the arrows 6 . On the nozzle assembly 4 is a pot 7 , which concentrically surrounds the nozzle assembly 4 and which is open to the fuel nozzle 5 . The open, the fuel nozzle 5 facing side of the pot 7 protrudes into a concentrically surrounding the opening 5 of the fuel nozzle 5 opening 8 formed as a baffle element 9 and is tapered. The damming element 9 is held on the tapered section 11 of the pot 7 via webs 10 .

Vom Topf stehen radial Rohrstutzen 12 ab. Im Mantel des Brennerrohres 1 sind Durchbrüche 13 angeordnet. Jeder Durch bruch 13 kongruiert mit einem darunter befindlichen Rohrstut zen 12. In der Wand des Topfes 7 befinden sich gleichartige Durchbrüche 14.Radially pipe socket 12 protrude from the pot. Openings 13 are arranged in the jacket of the burner tube 1 . Each breakthrough 13 congruent with an underlying pipe socket 12th There are similar openings 14 in the wall of the pot 7 .

Durch die Durchbrüche 13 und 14 strömt vom Abgasraum eines Kessels in Richtung des Pfeiles 15 Abgas in die Rohrstutzen 12 und den Topf 7, so daß die Rohrstutzen 12 zusammen mit dem Topf 7 in sich geschlossene Abgaskanäle bilden, über die das Abgas unvermischt dem Nahbereich der Brennstoffdüse 5 zuge führt wird.Through the openings 13 and 14 flows from the exhaust gas chamber of a boiler in the direction of arrow 15 exhaust gas into the pipe socket 12 and the pot 7 , so that the pipe socket 12 together with the pot 7 form self-contained exhaust gas channels through which the exhaust gas unmixed the close range Fuel nozzle 5 is supplied.

Der Topf 7 mit den radial abstehenden Rohrstutzen 12 ist in zweckmäßiger Weise als abgasführende Baueinheit, z. B. in Form eines Gußteiles ausgebildet. Beispielhaft und schematisch ist an dem oberen Durchbruch 13 eine Bimetall-Klappe 17 zur temperaturgesteuerten Drosselung des Abgasstromes dargestellt. Die als Bimetallstreifen ausgebildete Klappe 17 ist am Bren nerrohr befestigt. The pot 7 with the radially projecting pipe socket 12 is expediently used as an exhaust gas-carrying unit, for. B. formed in the form of a casting. A bimetallic flap 17 for temperature-controlled throttling of the exhaust gas flow is shown, by way of example and schematically, on the upper opening 13 . The flap 17 designed as a bimetallic strip is attached to the burner tube.

In kaltem Zustand verschließt die Klappe 17 den Durchbruch 13, mit zunehmender Temperatur wird der Bimetallstreifen sich durchbiegen und den Durchbruch freigeben. Die Lage des Bime tallstreifens ist hier im warmen Zustand dargestellt.In the cold state, the flap 17 closes the opening 13 , with increasing temperature the bimetallic strip will bend and release the opening. The location of the bime tall stripe is shown here in the warm state.

Fig. 2 zeigt eine Ansicht entsprechend Fig. 1 im Schnitt entlang der Linie II-II. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet. Fig. 2 verdeutlicht die radial abste henden Rohrstutzen 12, die zusammen mit dem Topf 7 in sich ge schlossene Abgaskanäle ausbilden, über die vom Außenbereich des Brennerrohres 1 , dem Brennraum oder einem Abgasraum des Kessels Abgas zum Nahbereich der am Düsenstock 4 sitzenden Brennstoffdüse 5 geführt wird. Fig. 2 shows a view corresponding to Fig. 1 in section along the line II-II. The same components are labeled with the same reference numbers. Fig. 2 illustrates the radially abste existing pipe socket 12 , which together with the pot 7 form self-contained exhaust gas channels, via which from the outside of the burner tube 1 , the combustion chamber or an exhaust chamber of the boiler exhaust gas to the vicinity of the fuel nozzle 5 seated on the nozzle assembly 4 becomes.

In Fig. 3 ist eine andere Ausführungsform im Schnitt dar gestellt. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszahlen be zeichnet. Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ragt die offene Seite des Topfes 7 im Nahbereich der Brenn stoffdüse 5 zwar auch durch eine Öffnung des Stauelementes 9, jedoch ist dabei eine abdichtende Anlage zwischen Stauelement 9 und Topf 7 gegeben, so daß ein eine Injektorwirkung hervor rufender Ringspalt, wie er in Fig. 1 sichtbar ist, hier nicht gegeben ist. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist je doch die von der Verbrennungsluft angeströmte Fläche des Stau elementes 9 mit etwa radial verlaufenden Schlitzen 15 verse hen, die so aufgebogen sind, daß die anströmende Verbrennungs luft beim Durchtritt durch die Schlitze 15 abgelenkt und in eine um die Längsachse gerichtete Drallströmung versetzt wird, die ebenfalls zu einer Ansaugung von Abgas aus dem Topf 7 führt.In Fig. 3 another embodiment is shown in section. The same components are identified with the same reference numbers. In the embodiment shown in Fig. 3, the open side of the pot 7 projects in the vicinity of the fuel nozzle 5 through an opening of the baffle element 9 , but there is a sealing system between baffle element 9 and pot 7 , so that an injector effect calling ring gap, as can be seen in Fig. 1, is not given here. In the embodiment according to FIG. 3, the surface of the accumulation element 9 that is flown by the combustion air is hen with approximately radially extending slots 15 , which are bent up so that the incoming combustion air is deflected as it passes through the slots 15 and into one the longitudinal axis directed swirl flow is set, which also leads to an intake of exhaust gas from the pot 7 .

Dies verdeutlicht auch Fig. 4, die eine Seitenansicht zeigt, wobei die Ablenkung und Verwirbelung aufgrund der Schlitze 15 durch die Pfeile 16 angedeutet ist.This is also illustrated in FIG. 4, which shows a side view, the deflection and swirling due to the slots 15 being indicated by the arrows 16 .

Claims

1.Oil-blower burner with a burner tube opening into a combustion chamber of a boiler for guiding combustion air, a nozzle assembly standing in the burner tube, at the free end of which a fuel nozzle directed against the outlet of the burner tube is seated and with a baffle element in the burner tube, characterized by at least one from the exhaust gas space, in particular the combustion chamber of the boiler leading to the fuel nozzle ( 5 ), closed exhaust gas duct.

2. Blower burner according to claim 1, characterized in that a plurality of exhaust channels with their outlet ends are arranged concentrically to the fuel nozzle ( 5 ).

3. Blower burner according to claim 2, characterized in that the outlet ends of the exhaust gas channels in a fuel nozzle ( 5 ) concentrically surrounding opening ( 8 ) in the Stauele element ( 9 ) protrude.

4. Blower burner according to claim 1, characterized in that a plurality of exhaust channels in a on the nozzle block ( 4 ) and this concentrically surrounding pot ( 7 ) open, which is open to the fuel nozzle ( 5 ).

5. Blower burner according to claim 4, characterized in that the open, the fuel nozzle ( 5 ) facing side of the pot ( 7 ) is tapered and in a fuel nozzle ( 5 ) concentrically surrounding opening ( 8 ) of the baffle element ( 9 ) protrudes .

6. Blower oil burner according to one of claims 4 and 5, characterized in that the exhaust gas channels are designed as approximately radially from the pot ( 7 ) projecting pipe socket ( 12 ).

7. forced air burner according to one of claims 1 and 4 to 5, characterized in that the pot ( 7 ) and the Abgaska channels are integrated into a cast-metal construction designed as a casting.

8. forced air burner according to claim 7, characterized in that the unit is interchangeable in the burner tube ( 1 ) ge hold.

9. forced draft burner according to claim 7, characterized in that the structural unit is interchangeably on the nozzle assembly ( 4 ).

10. forced air burner according to claim 9, characterized in that the structural unit is arranged displaceably on the nozzle assembly ( 4 ).

11. Blower burner according to one of claims 1 to 10, characterized in that the baffle element ( 9 ) is designed as a BEFE on the exhaust gas to the fuel nozzle ( 5 ) conductive unit Stigt disc.

12. forced air burner according to one of the preceding claims, characterized in that in the jacket of the burner tube res ( 1 ) openings ( 13 ) are arranged, and that each breakthrough ( 13 ) to a junction each one in the burner tube ( 1 ) be sensitive to Fuel nozzle ( 5 ) leading exhaust duct (pipe socket 12 ) is congruent.

13. Oil blowing burner according to one of the preceding An sayings, characterized in that the exhaust gas channels A adjusting devices for changing the recirculated exhaust gas quantity are assigned.

14. Fan oil burner according to claim 13, characterized records that the setting device is a temperature controlled tes control element.

15. Blower burner according to claim 14, characterized in that the adjusting device is designed as a flap ( 17 ) actuated with a bimetal element.