DE4430365A1

DE4430365A1 - Mischvorrichtung für einen Ölbrenner

Info

Publication number: DE4430365A1
Application number: DE19944430365
Authority: DE
Inventors: Juergen Rollmann
Original assignee: Buderus Heiztechnik GmbH
Current assignee: Bosch Thermotechnik GmbH
Priority date: 1994-08-26
Filing date: 1994-08-26
Publication date: 1996-02-29

Description

Die Erfindung betrifft eine Mischvorrichtung für einen Ölbrenner nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Eine Mischvorrichtung dieser Art ist der DE 41 34 651 C2 zu entnehmen. Dabei sind zwischen einem zur Ausmündung hin sich verjüngenden Ausmündungs konus eines Brennerrohres und einem inneren, eine Brennstofflanze umgebenden Leitkörper schräg gestellte Leitschaufeln für die Verbrennungsluft vorgesehen. Die Leitschaufeln bilden Drallkörper, durch welche die Verbrennungsluft in einen Drall versetzt wird. Dieser Drall führt in Verbindung mit einem Beschleunigungs effekt durch die sich zur Ausmündung hin verjüngenden Drallkanäle zu einer Harmonisierung der Luftströmung und auch zu einer größeren Abgasrezirkulation am Flammenhüllbereich. Die NO_x-Bildung wird verringert.

Bei den bekannten Mischvorrichtungen ist der innere Leitkörper als Zylinder ge staltet. Das gilt sowohl für den Brenner nach der genannten DE 41 34 651 C1 als auch für Brenner nach dem sonstigen Stand der Technik (DE 39 37 925 A1, DE 26 23 759 A1, DE-OS 22 58 082, US 2 078 021). Außerdem endet dieser Innenzylinder in allen Fällen vor bzw. zumindest mit den Leitschaufeln. Das führt trotz des hervorragenden Konzepts einer sich komprimierenden Drallströmung noch nicht zu optimalen Ergebnissen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch eine besondere Gestaltung des inneren Leitkörpers und des Ausmündungskonus des Brennerrohres den Misch effekt noch weiter zu verbessern.

Die erfindungsgemäße Mischeinrichtung besitzt die im Patentanspruch 1 ange führten Merkmale.

Der innere Leitkörper ist nicht mehr ein Zylinder, sondern ein dem Ausmün dungskonus gleichgerichteter Innenkonus. Dieser überragt die Leitschaufeln in axialer Richtung. Ferner schließt sich an den Ausmündungskonus eine sich auf weitende Auslaßgeometrie an.

Am Grundprinzip der Drallströmung hat sich nichts geändert. Auch die Verjün gung der Kanäle ist beibehalten, sofern der Anstellwinkel des Innenkonus zur Längsachse des Brennerrohres gleich oder kleiner ist als der Anstellwinkel des Außenkonus. Dadurch werden die Drallkanäle nämlich zur Ausmündung hin en ger. Noch wichtiger ist aber die Tatsache, daß sowohl der Innenkonus als auch der Ausmündungskonus des Brennerrohres die Leitschaufeln in axialer Richtung überragt. Es erfolgt nach der Beschleunigung und Drallerzeugung eine Homoge nisierung der Verbrennungsluft. Dadurch wird der Mischeffekt und als Folge da von das Brennergebnis verbessert.

Die Drallerzeugung wird an sich durch die Luftgeschwindigkeit und die Anord nung der Leitschaufeln bestimmt. Sie ist zusätzlich regulierbar durch eine axiale Zufuhr von Verbrennungsluft über Strömungsöffnungen im Innenkonus. Diese Strömungsöffnungen können durch eine Blende direkt oder indirekt verändert werden, wodurch die durchströmende Luftmenge und damit die Einwirkung auf die Drallströmung beeinflußt wird.

Die Auslaßgeometrie des Ausmündungskonus des Brennerrohres überragt die schräggestellten Leitschaufeln. Zunächst empfiehlt sich eine konische Fortset zung, jedoch mit einem kleineren Anstellwinkel zur Längsachse des Brennerroh res. Infolge des auslaufenden Innenkonus ergibt sich bereits ein vergrößerter Strömungsquerschnitt. Es schließt sich dann ein Diffusor an, dessen Auslaßwin kel mindestens 45° betragen sollte. Die sich ergebende Flamme brennt außer halb des Diffusors. Sie wird durch Ablösewirbel am Endes des Diffusors stabili siert.

Statt des Diffusors kann sich auch ein sich aufweitender Konus an den Aus mündungskonus des Brennerrohres anschließen. Dabei kann zwischen diesem Konus und dem Ausmündungskonus ein Ringspalt zum Eintreten von rezirkulierenden Verbrennungsgasen vorgesehen werden. Turbulenzkörper an der Innenwand des Konus sorgen für Wirbel zur Verbesserung der Vermischung und zur Stabilisierung der Flamme.

Die Zeichnung stellt zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung als Längsschnitte durch Brennerrohre und deren Mischvorrichtung dar, und zwar

Fig. 1 Mit einer Auslaßgeometrie als Diffusor und

Fig. 2 Mit einer Auslaßgeometrie als Konus.

Im Zentrum des Brennerrohres 1 sitzt eine Brennstofflanze 2. Ein Kranz von Luftkanälen 3 wird durch den Ausmündungskonus 4 des Brennerrohres 1 und durch einen Innenkonus 5 begrenzt. Leitschaufeln 6 zwischen den Luftkanälen 3 sind gegenüber der Achse des Brennerrohres 1 vorzugsweise um 35-45° ge neigt und sorgen auf diese Weise für eine Drallerzeugung. Der Innenkonus 5 überragt die Leitschaufeln 6. Er besitzt zusätzliche Strömungsöffnungen 7 für eine axiale Zufuhr von Verbrennungsluft. Durch eine verstellbare Blende 8 kann die Luftmenge reguliert und damit die Drallwirkung beeinflußt werden. An den Ausmündungskonus 4 des Brennerrohres 1 schließt sich eine Auslaßgeometrie 9 an. Diese geht nach Fig. 1 in einen Diffusor 9′ über, der gegenüber der Achse des Brennerrohres 1 einen Winkel von mindestens 45° aufweist. Nach Fig. 2 bildet die Auslaßgeometrie 9 einen Konus 9′′. Durch einen Ringspalt 10 ist eine Rezirkulation von Verbrennungsgasen möglich. Turbulenzkörper 11 an der Innenwand des Konus 9′′ verbessern die Vermischung und sichern die Stabilisie rung der Flamme.

Claims

1. Mischvorrichtung für einen Ölbrenner mit schräg gestellten Leitschaufeln (6) für die Verbrennungsluft zwischen einem zur Ausmündung hin sich verjüngenden Ausmündungskonus (4) eines Brennerrohres (1) und einem inneren, eine Brennstofflanze (2) umgebenden Leitkörper, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Leitkörper als ein dem Ausmündungs konus (4) gleichgerichteter Innenkonus (5) die Leitschaufeln (6) in axialer Rich tung überragt und daß sich an den Ausmündungskonus (4) eine sich am Ende aufweitende Auslaufgeometrie (9) anschließt.

2. Mischvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anstellwinkel des Innenkonus (5) zur Längsachse des Brennerrohres (1) gleich oder kleiner ist als der Anstellwinkel des Ausmündungskonus (4).

3. Mischvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Innenkonus (5) zusätzliche Strömungsöff nungen (7) für axiale Zufuhr von Verbrennungsluft angeordnet sind.

4. Mischvorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß den Strömungsöffnungen (7) direkt oder indirekt eine verstellbare Blende (8) zur Regelung der Luftmenge zugeordnet ist.

5. Mischvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sich an den Ausmündungskonus (4) des Brennerrohres (1) anschließende Auslaßgeometrie (9) nach einer anfänglichen Verjüngung in einen folgenden Diffusor (9′) übergeht.

6. Mischvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sich an den Ausmündungskonus (4) des Brennerrohres (1) anschließende Auslaßgeometrie (9) als ein folgender, sich aufweitender Konus (9′′) gestaltet ist.

7. Mischvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Konus (9′′) und dem Ausmün dungskonus (4) des Brennerrohres (1) ein Ringspalt (10) zum Eintreten von re zirkulierenden Verbrennungsgasen ausgebildet ist.

8. Mischvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenwand des Konus (9′′) Turbulenzkör per (11) angeordnet sind.