DE4118261C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Gebläsebrenner für einen Heizkessel mit Abgasrückführung aus der mit dem Brenner bestückten Brennkammer des Heizkessels gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Ein derartiger Gebläsebrenner ist aus der DE 39 28 384 A1 bekannt. Bei diesem erfolgt die Abgasrückführung mit Hilfe eines Gebläses durch die Doppelwand des den Luftzuführungskanal bildenden und den Düsenstock koaxial enthaltenden Gehäuses, das brennkammerseitig kegelstumpfförmig eingezogen ausgebildet ist, wobei das rückgeführte Abgas aus einem brennkammerseitigen Ringspalt austritt. Das Abgas trifft dadurch stromab der axial verstellbar ausbildbaren Stauscheibe auf die Flamme.

Bei einem aus der EP 01 94 079 A1 bekannten Gebläsebrenner ist aus dem Innenraum einer Doppelwand des Gehäuses über eine Verbindung am Luftzuführrohr Abgas einer Stauscheibe stromauf zuführbar, was bedeutet, daß der Flamme ein Gemisch aus Primärluft und Abgas zugeführt wird, da die Einleitung des Abgases relativ weit entfernt und stromauf vor der Stauscheibe direkt in den Primärluftstrom erfolgt.

Bei einem Öl/Gas-Kombibrenner nach der DE-Z "Wärmetechnik" 9/1990, S. 429-435 wird das Abgas einem das Brennergehäuse umgebenden Ringkanal zugeführt, an dem etwa axial orientierte Röhrchen angeordnet sind, die im Ringspalt zwischen Stauscheibe und Brennergehäuse enden. Diese Röhrchen sind in Strömungsrichtung schwach konvergierend geneigt, um das Abgas gewissermaßen als Mantelströmung an die Flamme heranzuführen. Bei dieser Art der Abgaszuführung zur Brennerflamme kommen die "Brennerinnereien", wie Düsenstock und Stauscheibe, nicht mit den Abgasen in Berührung. Eine Heranführung der Abgase an die Flammenwurzel ist damit jedoch nicht möglich, da die Abgase auf diese Weise mit etwas gemindertem Reduzierungseffekt nur von außen an die Flamme herangeführt werden können.

Eine Einführung eines gewissen Anteiles der rückgeführten Abgase in den Bereich der Flammenwurzel ist bisher also nur dadurch möglich, daß man gemäß EP 01 94 079 A1 die Abgase der mit Gebläse zugeförderten Verbrennungsluft zumischt, was jedoch, wie vorerwähnt, zu einer entsprechenden Belastung der "Brennerinnereien" und ggf. auch des Brennergebläses führt, sofern dieses gleichzeitig zur Förderung der Abgase ausgenutzt wird. Bei unmittelbarer Entnahme aus dem Brennerbereich spielt sich hier die Abgasrückführung im heißen Bereich des Kessels ab, wodurch der rückgeführte Abgasanteil weniger abkühlt und Abgaskondensationen weitgehend vermieden werden können; außerdem führen höhere Temperaturen des rückgeführten Abgases zu einer Reduzierung der CO-Bildung.

Die Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, an einem gattungsgemäßen Gebläsebrenner unter Heranführung rückgeführter Abgase an die Brennerflamme dafür zu sorgen, daß die Schadstoffe im Abgas weiter reduziert werden.

Die Aufgabe ist mit einem Gebläsebrenner der gattungsgemäßen Art nach der Erfindung durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angeführten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich nach den Unteransprüchen.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung, die mit relativ einfachen Mitteln zu verwirklichen ist, wird der Brennerflamme rückgeführtes Abgas nicht nur von außen relativ weit entfernt von der Flammenwurzel zugeführt, sondern auch direkt im Bereich der Flammenwurzel, womit, wie sich gezeigt hat, die Reduzierung der Schadstoffe noch weiter verbessert werden kann, als dies mit den bisherigen Abgasrückführungsmethoden schon möglich ist. Trotz der flammwurzelnahen Zuführung eines Abgasanteiles bleiben dabei die "Innereien" des Brenners von diesem zentrumnah zugeführten Abgasanteil unbelastet. Die Maßnahme, aus dem rückgeführten Abgas einen Teil für die Flammenwurzelbeaufschlagung abzuzweigen, findet seine Erklärung offenbar darin, daß unmittelbar in Abströmrichtung hinter der Stau- und Drallscheibe durch die Flamme ein gewisser Sog entsteht.

Genauso wie für die Ausbildung der Drallschlitze an der Stauscheibe längs der Schlitze kleine Blechlappen abgewinkelt werden, lassen sich gemäß Anspruch 8 auch die Abgasaustrittsöffnungen in der Stauscheibe ebenfalls nur zum Teil ausstanzen und die dadurch entstehenden kleinen Blechlappen gegen die Flammenwurzel orientiert anwinkeln. Es könnten aber auch die von Röhrchen gebildeten Verbindungsleitungen am Ausmündungsende in diesem Sinne orientiert oder verformt werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt schematisch

Fig. 1 im Schnitt einen Gebläsebrenner in Anordnung an einer Kesseltür;

Fig. 2 vergrößert eine spezielle Ausführungsform des Brenners;

Fig. 3 einen Schnitt durch den Brenner gemäß Fig. 2;

Fig. 4 eine besondere Ausführungsform der Abgaszuführung zum Brenner;

Fig. 5 im Schnitt zwei Ausführungsformen der Abgasausmündungen und

Fig. 6 im Schnitt eine besondere Ausführungsform der Stauscheibe.

Der Gebläsebrenner besteht in bekannter Weise aus einem den Düsenstock 1 umgebenden, doppelwandigen und rohrförmigen Gehäuse 2 mit Abgasrückführanschluß 3 zum Innenraum 4 der Doppelwand 2′, 2′′ des Gehäuses 2, in dem vor der Gehäuseausmündung eine Stau- und Drallscheibe 7 angeordnet ist.

Unter Verweis auf Fig. 3 ist für den Brenner wesentlich, daß an der Stau- und Drallscheibe 7 zwischen deren Drallschlitzen 8 Abgasaustrittsöffnungen 9 angeordnet und diese mit einer Verbindungsleitung 10 mit dem abgasführenden, eine ringförmige Ausmündung 6 aufweisenden Innenraum 4 der Doppelwand 2′, 2′′ des Gehäuses 2 verbunden sind. Bei vorhandenen vier Drallschlitzen 8 in der Stau- und Drallscheibe 7 sind zwischen allen Drallschlitzen 8 Abgasaustrittsöffnungen 9 angeordnet, wie dies bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2, 3 der Fall ist, wobei jeweils zwei der Abgasaustrittsöffnungen 9 über einen gemeinsamen Anschluß 11 mit dem abgasführenden Innenraum 4 der Doppelwand 2′, 2′′ verbunden sind.

Da die Stau- und Drallscheibe 7 axial zum Düsenstock 1 verstellbar im Luftzuführungskanal 5 angeordnet ist, sind die Verbindungsleitungen 10 in ihrem parallel zum Düsenstock 1 erstreckten Teil in Form eines Teleskoprohres 10′ ausgebildet.

Um die auf kürzestem Wege mittels eines kleinen Gebläses 20 aus dem heißen Bereich B der Brennerumgebung abgesaugten Abgase und in den Innenraum 4 der Doppelwand 2′, 2′′ geförderten Abgase in diesem möglichst gleichmäßig auf den Umfang zu verteilen, ist der Abgasrückführanschluß 3 am Gehäuse 2 spiralförmig in dessen Außenwand 2′′ übergehend auszubilden, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist. Außerdem kann auch im Innenraum 4 der abgasführenden Doppelwand 2′, 2′′ eine schraubenlinienförmig erstreckte Abgasleitfläche 12 mit mindestens einer Ganghöhe angeordnet sein (siehe strichpunktierte Linien in Fig. 1).

Die Abgasaustrittsöffnungen 9 können Ausgestaltungen dahingehend erfahren, daß die Abgasaustrittsöffnungen 9 der Stau- und Drallscheibe 7 bzw. der die Verbindungsleitungen 10 bildenden Röhrchen 10′′ mit gegen die Düse des Düsenstockes 1 orientierten Strömungsleitflächen 13, 13′ versehen sind. Diese beiden Varianten sind zusammen in Fig. 5 verdeutlicht. Dadurch werden, wie erwähnt, die ausströmenden Abgase zur Achse 1′, d. h. zur Flammenwurzel hin orientiert, wie dies in Fig. 5 mit Pfeilen angedeutet ist.

Bei den Verbindungsleitungen 10 und den zugehörigen Abgasaustrittsöffnungen 9 kann es sich im übrigen auch um Gebilde mit im Querschnitt gekrümmter Langlochform handeln oder auch um eine Ringdüse 14 (siehe Fig. 6), an der innen und außen kleine Blechringe 15, 15′ auf gleicher Höhe angesetzt sind, die dann zusammen die Stau- und Drallscheibe 7 bilden. An diesen kleinen Blechringen 15 lassen sich auch ohne weiteres einen Strömungsdrall bewirkende Blechwinkelungen 16 anbringen, wie dies ebenfalls in Fig. 6 angedeutet ist.

Claims (9)

1. Gebläsebrenner für einen Heizkessel mit Abgasrückführung aus der mit dem Brenner bestückten Brennkammer des Heizkessels, bestehend aus einem Düsenstock (1), einem diesen umgebenden, doppelwandigen und rohrförmigen Gehäuse (2) mit einem Abgasrückführanschluß (3) zum Innenraum (4) der Doppelwand (2,′ 2′′) des Gehäuses (2) und mit einer Ausmündung (6) des Innenraumes (4) zur Brennkammer sowie einer im luftführenden Inneren des Gehäuses (2) vor dessen Mündung am Ende des Düsenstockes (1) angeordneten Stau- und Drallscheibe (7), dadurch gekennzeichnet, daß an der Stau- und Drallscheibe (7) zwischen deren Drallschlitzen (8) Abgasaustrittsöffnungen (9) angeordnet und diese mit einer Verbindungsleitung (10) mit dem abgasführenden Innenraum (4) der Doppelwand (2′, 2′′) des Gehäuses (2) verbunden sind.

2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Doppelwand (2′, 2′′) des Gehäuses (2) zur Ausmündung (6) hin kegelstumpfförmig konvergierend ausgebildet ist.

3. Brenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei vorhandenen drei oder mehr Drallschlitzen (8) in der Stau- und Drallscheibe (7) zwischen allen Schlitzen (8) Abgasaustrittsöffnungen (9) angeordnet sind.

4. Brenner nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei der Abgasaustrittsöffnungen (9) über einen gemeinsamen Anschluß (11) mit dem Innenraum (4) der Doppelwand (2′, 2′′) verbunden sind.

5. Brenner nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei dem die Stau- und Drallscheibe (7) axial zum Düsenstock (1) verstellbar im Luftzuführungskanal (5) des Gehäuses (2) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitung (10) in ihrem parallel zum Düsenstock (1) erstreckten Teil in Form eines Teleskoprohres (10′) ausgebildet ist.

6. Brenner nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgasrückführanschluß (3) am Gehäuse (2) spiralförmig in dessen Außenwand (2′′) übergehend angeordnet und ausgebildet ist.

7. Brenner nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Innenraum (4) der Doppelwand (2′, 2′′) eine schraubenlinienförmig erstreckte Abgasleitfläche (12) mit mindestens einer Ganghöhe angeordnet ist.

8. Brenner nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgasaustrittsöffnungen (9) der Stau- und Drallscheibe (7) oder der die Verbindungsleitung (10) bildenden Röhrchen (10′′) mit gegen die Achse (1′) des Düsenstockes (1) orientierten Strömungsleitflächen (13, 13′) versehen sind.

9. Brenner nach einem der Ansprüche 2, 6 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitung (10) aus einer Ringdüse (14) gebildet ist, an der die Stau- und Drallscheibe (7) aus innen und außen an der Ringdüse (14) angesetzten Blechringen (15, 15′) gebildet ist.