DE3304214A1

DE3304214A1 - Brenner zum einbau in heizungs- und dampferzeugungs anlagen

Info

Publication number: DE3304214A1
Application number: DE19833304214
Authority: DE
Inventors: Hans 7512 Rheinstetten Becker; Franz 7521 Dettenheim Kugler
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1983-02-08
Filing date: 1983-02-08
Publication date: 1984-04-26
Also published as: EP0115858A1; DK52984A; FI840503A0; NO840371L; FI840503A; DK52984D0

Description

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Brenner zum Einbau in
.,.... „...Hgi^zujigs- und Dampferzeugungsablagen

Die Erfindung betrifft einen Brenner zum Einbau in Heizungs- und Dampferzeugungsanlagen mit einer Zuführungskammer für unter Druck stehende Luft, einer Zuführungseinrichtung für Brennstoff, mindestens einer die Luftzuführungskammer stromab abschließenden Blende,einem sich stromab an die Blende/n anschließenden Flammrohr mit einer solchen Länge, daß sich die Brenngasströmung gegen die innere Wand des Flammrohres anlegt.

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Derartige Brenner sind - soweit sie mit öl oder Gas betreibbar sind - aus der europäischen Patentanmeldung 81107307.1 (Veröffentlichungs-Nr. 004843 8) und soweit sie nur mit öl betreibbar sind - aus der DE-PS 27 00 671 bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Geräuschemission derartiger Brenner zu vermindern. Diese Aufgabe wird durch Anwendung der im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der

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Zeichnung. In dieser zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäß wesentlichen Teile j eines Brenners,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II

in Fig. 1 und

Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel in

einer der Fig. 1 entsprechenden Darstellung.

Der Brenner nach Fig. 1, der als ölbrenner ausgebildet ist, weist eine zylinderförmige Zuführungskammer 1 auf, die nur teilweise dargestellt ist und in die die Verbrennungsluft unter Druck gefördert wird. Konzentrisch innerhalb der Kammer 1 ist eine Druckzerstäuberdüse 2 zur Zuführung des Öls angeordnet. An der Außenseite der Kammer 1 ist ein ringförmiger Flansch 3 angeordnet, mit dem der gesamte Brenner an der Außenseite einer Wand 4 eines Kessels in nicht näher dargestellter Weise befestigt ist. Vor der Mündung der Druckzerstäuberdüse 2, die auf der Brennerlängsachse A-A liegt, ist eine Blende 5 angeordnet, die zumindest eine zentrale Blendenöffnung 6 aufweist. Durch die Blende 5 ist weiterhin ein Zündelektrodenpaar 7 geführt. Durch die Blende 5 tritt die gesamte, zur Verbrennung benötigte Luft hindurch. An der Blende 5 ist mittels Haltestegen 8 ein Mischrohr 9 befestigt.

Die Längsachse des Mischrohres 9 fällt mit der Brennerlängsachse A-A zusammen.

Fest mit der Luftzuführungskammer 1 ist ein aus drei 5 zylindrischen Abschnitten 12, 13, 14 bestehendes Flammrohr verbunden, dessen Mittellängsachse wiederum mit

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der Brennerlängsachse A-A zusammenfällt. Das Flammrohr kann jedoch auch aus zwei, vier oder mehr Abschnitten zusammengesetzt sein. Die Flammrohrabschnitte 12 bis sind als Hohlzylinder ausgebildet. Ihre Durchmesser sind dabei in Richtung zur Austrittsöffnung 15 für die Flammen unter Berücksichtigung der Wandstärken derart stufenweise größer ausgebildet, daß zwischen der Außenfläche des Flammrohrabschnittes 12 und der Innenfläche des Flammrohrabschnittes 13 ein Spalt 16 und zwischen der Außenfläche des Flammrohrabschnittes 13 und der Innenfläche des Flammrohrabschnittes 14 ein Spalt 17 verbleibt. Jeder Spalt verbindet den Innenraum des Flammrohres mit dem Innenraum des Kessels. Die Spalte 16, 17 verlaufen dabei annähernd parallel zu der mit dem Pfeil a bezeichneten Strömungsrichtung der Brenngase. Durch diese Spalte werden infolge der Geschwindigkeit der Brenngase aus dem Innenraum des Kessels injektorartig Abgase angesaugt. Dies führt zu einer Verminderung des durch die Verbrennung entstehenden Geräusches.

Um eine in Umfangsrichtung gleichmäßige Breite der Spalte 16, 17 in einfacher Weise sicherzustellen, weist die Außenfläche des Flammrohrabschnittes 12 Führungs-Stege 18 und die Außenfläche des Flammrohrabschnittes

13 Führungsstege 19 auf. Die Außenflächen dieser Führungsstege 18, 19 liegen auf einem Kreisbogen, dessen Durchmesser dem Innendurchmesser des Flammrohrabschnittes 13 bzw. 14 entspricht. Der Flammrohrabschnitt 13 ist auf den Führungsstegen 18 und der Flammrohrabschnitt

14 auf den Führungsstegen 19 verschiebbar. Zur Festlegung des Flammrohrabschnittes 13 in der gewünschten Einstellage ist eine Klemmschraube 20 vorgesehen, während zur Festlegung des Flammrohrabschnittes 14 gegen-5 über dem Flammrohrabschnitt 13 eine weitere Klemm-

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schraube 21 dient. Soll das Flammrohr nur für Brenner einer bestimmten Leistung verwendet werden, so können die Flammrohrabschnitte 12 bis 14 auch fest miteinander verbunden sein.
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Die Gesamtlänge des Flammrohres wird so gewählt, daß sich die Brenngasströmung gegen die innere Wand des Flammrohres anlegt. Dies ist erreichbar, wenn das Verhältnis des mi-ttleren Durchmessers des Flammrohres, das ist das Mittel aus dem maximalen und dem minimalen Durchmesser des Flammrohres, zur Gesamtlänge des Flammrohres etwa 2 : 1 bis 5 : 1 beträgt. Weiterhin beträgt das Verhältnis des Innendurchmessers des Flaminrohrabschnittes 12 zu seiner Länge etwa 1,5 : 1 bis 2,5 : 1.

Die Breite S]_, S₂ der Schlitze 16, 17 ist etwa zwischen 1 bis 5 mm zu wählen. Ein derart aufgebauter Brenner weist ein außerordentlich geringes Betriebsgeräusch auf.

Eine weitere Verminderung des Betriebsgeräusches läßt sich dadurch erreichen, daß in das Mischrohr 9 ein in Umfangsrichtung umlaufender, lediglich durch Halteste-₍ ge unterbrochener Schlitz 11 eingeschnitten wird. Die Breite S3 dieses Schlitzes beträgt beim Ausführungsbeispiel 8 mm bei einem Blendendurchmesser von 29 mm.

Der in Fig. 3 dargestellte Brenner kann entweder mit ^l öl oder mit Gas betrieben werden. Er weist eine nur ■ teilweise dargestellte Luftzuführungskanumer 25 auf, in die die Verbrennungsluft mittels eines Gebläses unter Druck gefördert wird. In der Luftzuführungskammer 25 ist wiederum eine Druckzerstäuberdüse 26 angeordnet. Ebenso ist die Außenseite der Luftzuführungskammer 25 mit einem ringförmigen Flansch 27 verbunden, 5 mit der der Brenner an der Außenseite einer Wand 28 eines Kessels befestigt ist. Vor der Mündung der Druck-

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Zerstäuberdüse 26 ist eine plattenförmige Blende 29 angeordnet, die eine zentrale Blendenöffnung 30 aufweist. In einem geringen Abstand stromab der Blende 29 ist eine weitere plattenförmige Blende 31 mit einer Blendenöffnung 3 2 vorgesehen. Durch die beiden Blenden 29, 31 tritt wiederum die gesamte, zur Verbrennung benötigte Luft hindurch. An der Blende 3 2 ist mittels Haltestegen 33 ein Mischrohr 34 befestigt, das einen in Umfangsrichtung umlaufenden, nur durch Haltestege 43 unterbrochenen Schlitz 3 5 aufweist.

An der Luftzuführungskammer 25J ist ein Flammrohr befestigt, das aus drei Abschnitten 36, 37, 38 besteht. Die Längsachse des Flammrohres liegt ebenso wie die Längsachse des Mischrohres 34 auf der Brennerlängsachse B-B. Jeder der drei\Flammrohrabschnitte ist als Mantel eines äbgestumpf ten^Kegjels ausgebildet, der sich jeweils in Richtung zur Austrittsöffnung 39 für die Flammen öffnet. Der Neigungswinkel 06 zwischen der Brennerlängsachse B-B und der Innenfläche der Flammrohrabschnitte 36, 37, 3 8 wird zweckmäßig zwischen l°und 5° gewählt. Zwischen den einz-e'lrfen Flammrohrabschnitten 36 bis 3 8 sind wiederum Spalte 40, 41 vorgesehen, die sich etwa^parallel zu der mit dem Pfeil b bezeichneten Strömungsrichtung der Brenngase erstrecken und deren Breite zwischen 1 und 5 mm beträgt. Die mit hoher Geschwindigkeit strömenden Brenngase können infolgedessen durch die Schlitze 40, 41 injektorartig Abgase aus dem Innenraum des Kessels ansaugen und dadurch das Betriebsgeräusch vermindern.

Bei dieser Anordnung kann ebenfalls eine andere Zahl von Flammrohrabschnitten vorgesehen sein. Auch müssen nicht alle Flammrohrabschnitte kegelstumpfförmig ausgebildet sein.

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In den Hohlraum zwischen den beiden Blenden 29, 31 mündet eine Gaszuleitung 42. Der Brenner kann daher wahlweise mit Gas, das durch die Zuleitung 4 2 zugeführt wird und zwischen den beiden Blenden 29, 31 austritt, oder mit Öl, das aus der Druckzerstäuberdüse 26 austritt, betrieben werden.

Wie die Beschreibung zeigt, ist die Erfindung nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Der Brenner ist weiterhin nicht auf den Einsatz in Kesseln zur Warmwasser- oder Dampferzeugung beschränkt. Er kann vielmehr auch zur Erzeugung von Heißluft Verwendung finden.

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Claims

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Patentansprüche:

f 1.!Brenner zum Einbau in Heizungs- und Dampferzeugungsanlagen mit einer Zuführungskammer für unter Druck stehende Luft, einer Zuführungseinrichtung für Brennstoff, mindestens einer die Luftzuführungskammer stromab abschließenden Blende,einem sich stromab an die Blende/n anschließenden Flammrohr mit einer solchen Länge, daß sich die Brenngasströmung gegen die innere Wand des Flammrohres anlegt, dadurch gekennzeichnet, daß das Flammrohr aus mehreren Flammrohrabschnitten (12, 13, 14; 36, 37, 3 8) besteht, zwischen je zwei benachbarten Flammrohrabschnitten ein in den Innenraum des mit dem Brenner beheizten Kessels mündender, sich etwa parallel zur Richtung der Brenngasströmung erstreckender, als Injektor wirkender, ringförmiger Spalt (16, 17; 40, 41) vorgesehen ist und der Durchmesser der Flammrohrabschnitte in Richtung zum Flammenaustritt größer ausgeführt ist.
2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Flammrohrabschnitt größeren Durchmessers (13, 14; 37, 38) den benachbarten Abschnitt kleineren Durchmessers (12, 13; 36, 37) zur Bildung des etwa achsparallelen, ringförmigen Spaltes (16, 17; 40, 41) übergreift.
3. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder ringförmige Spalt (16, 17; 40, 41) eine Breite von etwa 1 bis 5 ram aufweist.
4. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da-5 durch gekennzeichnet, daß jeder Flammrohrabschnitt

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(12, 13, 14) als Hohlzylinder ausgebildet ist.
5. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Flammrohrabschnitt (36, 37, 38) als Mantel eines abgestumpften Kegels ausgebildet ist.
6. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der an die Blende (5; 29, 31) anschließende Abschnitt des Flammrohres (12; 36) ein Verhältnis von Länge zu mittlerem Durchmesser von etwa 1,5 : 1 bis 2,5 : 1 aufweist, bei einem Verhältnis der gesamten Länge des Flammrohres zu dessem mittleren Durchmesser von etwa 2 bis 5:1.
7. Brenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Flammrohrabschnitt (13, 14) gegenüber dem benachbarten Flammrohrabschnitt (12, 13) in Richtung der Brennerlängsachse verschieb- und feststellbar angeordnet ist.
8. Brenner nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Flammrohrabschnitte (12, 13) auf ihrer Außenseite achsparallele Führungsstege (18, 19) aufweisen, deren Außenflächen auf einem Kreisbogen liegen, dessen Durchmesser dem Innendurchmesser des Flammrohrabschnittes nächst größeren Durchmessers entspricht.
9. Brenner nach Anspruch 1 mit einem stromab der Blende koaxial im Flammrohr angeordneten Mischrohr, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischrohr (9; 34) einen in Umfangsrichtung umlaufenden, lediglich durch Haltestege (10; 43) unterbrochenen Schlitz (11; 35) aufweist.