EP0501209A2

EP0501209A2 - Verbrennungseinrichtung für Heizöl u. dgl.

Info

Publication number: EP0501209A2
Application number: EP92102118A
Authority: EP
Inventors: Hartmut Dipl.-Ing. Nohren; Andreas Walter
Original assignee: Interdomo & Co Heizungs- und Warmetechnik GmbH
Current assignee: Interdomo & Co Heizungs- und Warmetechnik GmbH
Priority date: 1991-02-26
Filing date: 1992-02-08
Publication date: 1992-09-02
Anticipated expiration: 2012-02-08
Also published as: EP0501209B1; DE4105936A1; DE59205135D1; DE4105936C2; ATE133489T1; EP0501209A3

Abstract

Verbrennungseinrichtung bei der zwecks Verringerung des NO_x-Gasanteiles in der Wandung (5) der Stauscheibe (3) Durchtrittsöffnungen (7) angeordnet sind und die Wandung in das Innere des Gehäuses (1) gerichtete Verwirbelungsstege (8) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbrennungseinrichtung für Heizöl und dergleichen gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.
Diese Verbrennungseinrichtungen sind aus der DE-PS 28 09 415 bekannt und haben den Zweck, eine möglichst intensive Durchmischung des Verbrennungsstoffes mit der Verbrennungsluft herbeizuführen. Dadurch soll eine möglichst effiziente Verbrennung des Brennstoffes erreicht werden, wobei eine hohe Wirtschaftlichkeit mit einer möglichst vollständigen Verbrennung der Schadstoffe des Brennstoffes gekoppelt sein soll.
Bei den bisher bekannten Verbrennungseinrichtungen wird in einem Gehäuse, das an seiner vorderen Seite offen ist, ein Brenner gehalten, aus dem im Betrieb der Brenneinrichtung Brennstoff austritt. Das Gehäuse wird weiterhin bei Betrieb der Verbrennungseinrichtung von Verbrennungsluft durchströmt. Um eine gute Durchmischung der Verbrennungsluft mit dem Verbrennungsstoff zu erreichen, ist zwischen der Flammöffnung des Gehäuses und dem Brenner, aus dem der Brennstoff austritt, eine Stauscheibe angeordnet, die wiederum gewöhnlicherweise eine mittlere Öffnung und mehrere Luftspalten aufweist.
Ein Teil der Verbrennungsluft gelangt durch die mittlere Öffnung der Stauscheibe zur Flamme, ein weiterer Teil durch die Luftspalten in der Stauscheibe und ein weiterer Teil strömt in dem sich zwischen Stauscheibe und Gehäusewand befindlichen Spalt zur Flamme.
Bei der gattungsbildenden DE-PS 28 09 415 sind weiterhin in einer auf der Stauscheibe angeordneten becherartigen Wandung zusätzlich Luftschlitze und nach innen gerichtete Luftleitbleche angeordnet, die eine intensive zirkuläre Verwirbelung des Luft-Brennstoffgemisches sicherstellen sollen. Nachteilig ist, daß die entstehende Flamme sehr heiß ist und daher die Entstehung von NO_x-Gasen begünstigt.
Um sowohl eine gute Vermischung des Brennstoffes mit der Verbrennungsluft, als auch eine Rezirkulation kühler Luft zur Flamme zu erreichen, wird in dem DE-GM 90 03 176.8 die Gehäusewandung an der Flammöffnung nach innen gebogen. Diese Ausführung hat jedoch den Nachteil, daß sich der Abstand zwischen der Stauscheibe und dem umgebogenen Rand des Gehäuses verändert, wenn die Stauscheibe mit dem Brenner zusammen vor- bzw. zurückbewegt wird, um die Brenneinrichtung auf unterschiedliche Heizleistungen einzustellen. Dadurch ändern sich die Strömungsbedingungen bei der Flammenbildung und es kommt unter ungünstigen Umständen zur Rußablagerung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verbrennungseinrichtung für Heizöl u. dgl. zu schaffen, die durch eine besonders intensive Verwirbelung von Verbrennungsluft und Verbrennungsstoff, insbesondere durch eine Rezirkulation an der Außenseite der Flamme, eine besonders effiziente und gleichzeitig schadstoffarme Verbrennung ermöglicht.
Durch Heranführen von zusätzlicher Luft durch die Rezirkulation soll die Verbrennungsflamme besonders kühl gehalten werden, so daß die Entstehung von NO_x-Gasen drastisch reduziert wird. Diese wirtschaftliche und möglichst umweltverträgliche Verbrennung soll in allen Betriebsstellungen der Verbrennungseinrichtung gewährleistet sein, d. h. bei allen möglichen Abständen der Stauscheibe von der Flammöffnung des Gehäuses.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die Lehre des kennzeichnenden Teiles des Hauptanspruches gelöst.
Vorteilhafte Ausführungen sind in den Unteransprüchen erläutert.
Mit anderen Worten: Es wird eine Verbrennungseinrichtung für Heizöl u. dgl. vorgeschlagen, bei der Verwirbelungsstege quer zur Strömungsrichtung des Brennstoff-Luftgemisches an einer Wandung angeordnet sind, die an der Stauscheibe befestigt ist. Diese Anordnung der Verwirbelungsstege hat den Vorteil, daß sich der Abstand von der Flammwurzel, die sich am Boden der Stauscheibe befindet, bis zu den Verwirbelungsstegen nicht verändert, selbst wenn die Stauscheibe z. B. bei einer Veränderung der Heizleistung axial in dem Gehäuse verschoben wird. Dadurch wird erreicht, daß die Brennbedingungen für die Flamme immer optimal gehalten werden und stets eine gute Verwirbelung des Brennstoffes mit der Brennluft erfolgt. Durch die Rezirkulation von Verbrennungsluft in den Lateralbereichen der Flamme wird zudem die Temperatur der Flamme herabgesetzt, so daß die Bildung von giftigen NO_x-Gasen gesenkt wird.
Durch den immer gleichbleibenden Abstand der Stauscheibe zu den Verwirbelungsstegen kann die Verbrennungseinrichtung gemäß der Erfindung bei optimalen Brennbedingungen in einem weiten Bereich verstellt werden, so daß günstige Brennbedingungen sowohl bei hoher als auch bei besonders niedriger Heizlast auftreten.
Anschließend soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Figuren erläutert werden, wobei in

Fig. 1: eine Verbrennungseinrichtung im Schnitt dargestellt ist, in
Fig. 2: ein Schnittbild gemäß der Linie 2 - 2 ausgeführt ist und in
Fig. 3: eine Verbrennungseinrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsmöglichkeit darstellt ist.

Bezugnehmend auf Fig. 1 besteht eine Verbrennungseinrichtung für Heizöl u. dgl. aus einem Gehäuse 1, welches sich in seinem vorderen Abschnitt konisch verengt. Am vorderen Ende des Gehäuses 1 befindet sich eine Flammöffnüng 2, aus der bei Betrieb der Verbrennungseinrichtung die Flammen heraustreten. Im Inneren des Gehäuses 1 befindet sich eine Haltevorrichtung 6, die einen Brenner (nicht dargestellt) und eine Zündvorrichtung (nicht dargestellt) trägt. An der Haltevorrichtung 6 ist mittels Trägern 9 eine Stauscheibe 3 befestigt, die eine mittlere Öffnung 4 und mehrere Luftspalten aufweist. Die Stauscheibe 3 trägt an ihrem Außenumfang eine Wandung 5, auf der wiederum Durchtrittsöffnungen 7 angeordnet sind. Der Innenraum des Gehäuses 1 steht u. a. mit den Durchtrittsöffnungen 7 mit der Außenluft in Kontakt, wie u. a. aus Fig. 2 ersichtlich wird. Aus dieser Schnittdarstellung wird deutlich, daß der obere Bereich der Wandung 5 mittels Stegen 10 an dem unteren Bereich der Wandung 5 befestigt ist.
Bezugnehmend auf Fig. 3 ist zu bemerken, daß in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel die Verwirbelungsstege nicht an dem oberen Ende der Wandung 5 angeordnet sind, sondern weiter unterhalb. Weiterhin befinden sich die Durchtrittsöffnungen 7, im Gegensatz zu Fig. 1, direkt unterhalb der Verwirbelungsstege 8.
Zur Funktionsweise der vorgeschlagenen Verbrennungseinrichtung ist auszuführen, daß im Betrieb der Verbrennungseinrichtung Verbrennungsluft durch das Gehäuse 1 in Richtung der Flammöffnung 2 geführt wird. Durch die Düse eines nicht dargestellten Brenners, der in der Haltevorrichtung 6 gehalten wird, tritt Brennstoff aus und vermischt sich mit der Verbrennungsluft.
Die durch das Gehäuse 1 strömende Verbrennungsluft gelangt durch die mittlere Öffnung 4, durch eine oder mehrere Luftspalten innerhalb der Stauscheibe 3 und durch die Durchtrittsöffnungen 7 in den Bereich hinter die Stauscheibe 3, in dem sich die Flammenwurzel ausbildet. Durch die verschiedenen Strömungswege findet eine intensive Durchmischung des Brennstoffluftgemisches statt. Eine zusätzliche Durchmischung findet durch die Verwirbelungsstege 8 statt, und hinter diesen bildet sich ein Sog aus. Diese Sogwirkung hat den Effekt, daß sich eine Rezirkulation ausbildet, die weitere kühle Luftmengen zur Flamme führt. Dadurch wird die Flamme gekühlt und aufgrund dieser geringeren Temperatur bilden sich erheblich weniger NO_x-Schadstoffe als bei Vorrichtungen, die mit einer heißeren Flamme arbeiten.
Um die Verbrennungseinrichtung auf verschiedene Heizleistungen einzustellen, kann die Haltevorrichtung 6 mitsamt des darin gehaltenen Brenners und die Stauscheibe 3 axial in dem Gehäuse 1 hin- und herbewegt werden.
Wenn geringe Heizleistungen gefordert sind, wird die Stauscheibe 3 nach vorne in Richtung der Flammöffnung 2 verschoben, so daß die Durchtrittsöffnungen 7 entweder ganz oder teilweise von der Wandung des Gehäuses 1 verdeckt werden. Dadurch wird die Luftströmung durch die Durchtrittsöffnungen 7 teilweise oder ganz unterbunden. Damit die Durchtrittsöffnungen 7 bei ganz vorgeschobener Stauscheibe 3 ganz zu schließen, ist es vorteilhaft, wenn die Wandung 5 der Stauscheibe 3 eng an der Innenwand eines bestimmten Bereiches des Gehäuses 1 anliegt. In den dargestellten Figuren befindet sich dieser Bereich im unmittelbaren Bereich der Flammöffnung 2 hinter dem Verengungsbereich des Gehäuses 1.
Die in den Zeichnungen dargestellte Stauscheibe 3 und die Ausbildung der Wandung 5 als Ring sind lediglich Ausführungsbeispiele, die selbstverständlich auch in anderer Art und Weise ausgeführt werden können. So ist beispielsweise die Ausführung der Stauscheibe 3 als Vieleck möglich.

Claims

Verbrennungseinrichtung für Heizöl u. dgl., mit einem in seinem vorderen Abschnitt konisch zulaufenden Gehäuse (1), das an seiner Stirnseite eine Flammöffnung (2) aufweist, wobei das Gehäuse (1) in einer Haltevorrichtung (6) einen Brenner aufnimmt und zwischen dem Brenner und der Flammöffnung (2) eine Stauscheibe (3) angeordnet ist, die eine mittlere Öffnung (4) und mehrere Luftspalten aufweist und auf der der Flammöffnung (2) zugewandten Seite eine Wandung (5) trägt, in der Durchtrittsöffnungen (7) angeordnet sind, und die in das Innere des Gehäuses (1) gerichtete Verwirbelungsstege (8) aufweist, wobei der Brenner in der Haltevorrichtung (6) und die Stauscheibe (3) axial in dem Gehäuse (1) hin- und herbewegbar sind, und bei Betrieb des Brenners durch das Gehäuse (1) in Richtung der Flammöffnung (2) Verbrennungluft geleitet werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Verwirbelungsstege (8) im wesentlichen senkrecht zur Längsachse der Wandung (5) oberhalb der Durchtrittsöffnungen (7) angeordnet sind.
Verbrennungseinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verwirbelungsstege (8) unterhalb des oberen Randes der Wandung (5) angeordnet sind.
Verbrennungseinrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser der Flammöffnung im wesentlichen dem Außendurchmesser der Wandung (5) der Stauscheibe (3) entspricht.
Verbrennungseinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrittsöffnungen (7) für die Verbrennungsluft im oberen Bereich der Wandung (5) angeordnet sind.
Verbrennungseinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrittsöffnungen (7) zumindest teilweise bei in Richtung der Flammöffnung (2) vorgeschobener Stauscheibe (3) durch das Gehäuse (1) verdeckt sind.
Verbrennungseinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der vorderste Bereich des Gehäuses (1) aus parallel zueinander verlaufenden Gehäusewandungen besteht.