EP0879992A1 - Brenner, insbesondere für Heizöle - Google Patents

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EP0879992A1
EP0879992A1 EP98890142A EP98890142A EP0879992A1 EP 0879992 A1 EP0879992 A1 EP 0879992A1 EP 98890142 A EP98890142 A EP 98890142A EP 98890142 A EP98890142 A EP 98890142A EP 0879992 A1 EP0879992 A1 EP 0879992A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
mixing chamber
air supply
burner according
supply line
flow
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
EP98890142A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Paul Ing. Zobl
Franz Dr. Heger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
OMV AG
OEMV AG
Original Assignee
OMV AG
OEMV AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by OMV AG, OEMV AG filed Critical OMV AG
Publication of EP0879992A1 publication Critical patent/EP0879992A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C9/00—Combustion apparatus characterised by arrangements for returning combustion products or flue gases to the combustion chamber
    • F23C9/006—Combustion apparatus characterised by arrangements for returning combustion products or flue gases to the combustion chamber the recirculation taking place in the combustion chamber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D11/00—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
    • F23D11/24—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space by pressurisation of the fuel before a nozzle through which it is sprayed by a substantial pressure reduction into a space
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D11/00—Burners using a direct spraying action of liquid droplets or vaporised liquid into the combustion space
    • F23D11/36—Details
    • F23D11/40—Mixing tubes; Burner heads
    • F23D11/402—Mixing chambers downstream of the nozzle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2900/00—Special features of, or arrangements for burners using fluid fuels or solid fuels suspended in a carrier gas
    • F23D2900/11402—Airflow diaphragms at burner nozzle

Definitions

  • the invention relates to a burner with at least one Pressure line for a fluid fuel, especially heating oil, which in a fuel atomization device, in particular Nozzle, which empties into a mixing chamber.
  • Burners whether for solid, liquid or gaseous fuels, is given the task that the efficiency of the same and subsequent systems is particularly high.
  • the efficiency of the subsequent plants is immediately affected by the inlet temperature of the heated medium and the outlet temperature the same determined.
  • the temperature via a heat exchanger the later working medium be it for turbines, chemical Determine reactions or room heating.
  • the highest possible temperature of the exhaust gases from a burner is another requirement u. between the environmentally friendly composition of the exhaust gases really important.
  • nitrogen oxides u. a. formed from the Nitrogen in the air, usually used for combustion is used, their content with increasing temperature increases.
  • nitrogen oxides which are based on the nitrogen of the
  • Nitrogen compounds of the fuel can be attributed.
  • Fuel such as lignite, hard coal, anthracite, petroleum or Petroleum fractions, natural gas or the like, usually have compounds that have chemically bound nitrogen. That nitrogen is on the proteins of the organisms, through their decomposition the organic fuels in solid, liquid and gaseous Phase have arisen.
  • Another burner is known from EP-0 227 637-A, at which the mixing tube consists of two sections.
  • the first section seen in the direction of flow, has a lower Diameter than the second section.
  • the fuel will sprayed into the first section via a nozzle and it arrives Air from the air duct directly into the first section.
  • the second Section which immediately adjoins the first section, has an additional air supply, so here the difference be burned to the first section with an excess of air can.
  • the combustion gases emerging from the second section be across the gap that exists between the first section and the baffle plate is formed in the first section returned.
  • the above-mentioned burners have the disadvantage that at a higher content of nitrogen compounds in the fuel, especially in heating oil, e.g. B. 1,400 mg of nitrogen / kg of heating oil NOX emissions at 500 mg / kWh for full burner and 390 mg / kWh at partial load.
  • the present invention has for its object to provide a burner which, even with a higher content of nitrogen compounds in the fuel, for. B. residual heating oils, a lower NO X emission allowed, both the soot number and the emission of carbon monoxide and nitrogen oxides should be largely independent of the burner output. Furthermore, a burner is to be created which has no moving parts, particularly during the burner start and the burning process.
  • the burner according to the invention with at least one pressure line for a fluid fuel, especially heating oil, which in a Fuel atomization device, in particular nozzle, opens out, into a mixing chamber arranged in a combustion chamber emptied and in the direction of flow at the beginning or before this is arranged, an air supply line with adjustable Flow device in the mixing chamber, the mixing chamber has at least one opening through which the Mixing chamber is connected to the combustion chamber and for that Return of the from the mixing chamber into the combustion chamber escaping combustion gases essentially exists that in the combustion chamber another air supply line opens out, which has an adjustable flow device.
  • the flow device can e.g. B. by sliders, valves but also blowers with changeable Performance.
  • Is / are the opening (s), which from the combustion chamber into the Mixing chamber opens into its free opening area, in particular via a slide which runs along the outer wall of the mixing chamber is movable, changeable, so the Proportion of fuel gases to be recycled, which is usually caused by the negative pressure prevailing in the mixing chamber is additionally regulated arbitrarily set, possibly also controlled, will.
  • Air supplies especially pipes, are formed, so can be particularly a simple way of supplying air specifically to the combustion chamber take place, heat from the mixing chamber to the combustion chamber can be emitted by radiation.
  • the temperature of the mixing chamber can be particularly simple and are effectively kept low, so that NH radicals are preferred arise from the nitrogen compounds of the fuel and suppresses the formation of nitrogen oxides in the mixing chamber becomes.
  • the mixing chamber has a fluid-tight floor or is with connected to a like in which the air supply line is arranged, is a particularly simple and robust Burner construction guaranteed.
  • the oxidation process does not begin at the bottom of the mixing chamber, but away from it, so that a particularly good introduction of the returned combustion gases into the mixing chamber and also into the first oxidation phase is.
  • the burner 1 is a combustion chamber 2 which is only partially shown arranged. A through flame is provided, although the Also used in a combustion chamber with a reverse flame is possible.
  • the mixing chamber 3 which consists of a cylindrical tube, is connected to a bottom 4, which has an annular structure and in its concentric opening there is an air supply line 5, which is also formed by a cylindrical tube, is welded in.
  • a cone 6 extends into the mixing chamber 3, through which the air supply line 5 is narrowed.
  • the Opening 7 of cone 6 forms a type of baffle plate.
  • Centric in the air supply line 5 is a pressure line 8 for one fluid fuel, especially heating oil, arranged.
  • a nozzle 9 is arranged at the end of Pressure line 8 in the flow direction a of the fuel or Seen flame.
  • a heater 10 is provided, which with an electrical resistance heater is formed.
  • the amount of fuel can be changed via a change in its delivery rate Adjustable pump.
  • the pressure of the fuel is between 7 bar and 30 bar.
  • the air supply line 5 is from surrounded an air supply pipe 13.
  • a slide 14 which is wedge-shaped in cross section is provided, which along the inner wall of the air supply pipe 13th to the opening 15 of the concentrically arranged air supply line 5 can be moved back and forth. Through this Slider 14 can, as shown in dash-dotted lines, the entire Air also in the air supply line 5 and thus in the Mixing chamber 3 are performed. A distribution of the air volumes is possible with it.
  • the air volumes can also be over in their Power changeable blower or the like can be set.
  • an annular chamber 16 is formed in which swirl body 17 are arranged.
  • These swirl body 17 are formed by baffles 29, the angle of which if necessary can be adjusted.
  • the tubes 18, as shown in FIG. 1, can be fixed in the bottom 4 be welded or as shown in Fig. 2, via a Partially spherical bushing 26 and spherical body 27 of the tubes be pivotally arranged in the bottom 4.
  • the tubes 18 end in Area of the end of the mixing chamber 3.
  • the tubes 18 are over Welds 19 connected to the mixing chamber 3.
  • the mixing chamber 3 furthermore has openings 20 which partially overlap extend the cone 6 in the flow direction a of the fuel. These openings can be moved along a slide 21 the outer wall of the mixing chamber 3 is movable with a Linkage 30 reduced in its free flow cross-section will.
  • the air from the air supply pipe 13 is divided into two. An air flow passes from the annular chamber 16 to the Bottom 4 of the mixing chamber 3, in which the tubes 18 are inserted are and over this to the mouth of the mixing chamber 3.
  • the other partial air flow passes through the air supply line 5, the swirl body 22, the cone 6 in the mixing chamber 3.
  • the Swirl body 22 has a fixed ring 23 and a constructed along a thread 25 rotatable ring 24.
  • the Rings 23 and 24 each have spokes, between which air can pass through and are in these stores further the guide plates 29 articulated.
  • the air flow passing through may be stronger or weaker radially and / or be deflected tangentially, so that the air flow is a exerts spiral motion.
  • This burner was made light with a heating oil whose nitrogen content was set to 1,530 mg / kg, operated in the Mixing chamber with an oxygen deficit, u. between a ⁇ of 0.7, and in the combustion chamber with an excess of oxygen, u. between a ⁇ of 1.18.
  • the abscissa of the 3 diagram is the burner output in kWh plotted, whereas in the ordinate the content of Carbon monoxide or the soot number (determined according to ⁇ NORM M7535 Part 1) and the nitrogen oxide content in mg / kWh is plotted. Both the carbon monoxide content and the nitrogen oxides as well the soot number is essentially based on the burner output independently. The soot number fluctuates around the value 0.5, the Carbon monoxide emissions have values less than 15 mg / kWh and the emission of nitrogen oxides is below 300 mg / kWh and is thus much lower than the burner of the prior art Technology.

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Abstract

Brenner mit zumindest einer Druckleitung (8) für einen fluiden Brennstoff, insbesondere Heizöl, welche in eine Brennstoffzerstäubungseinrichtung, insbesondere Düse (9), mündet, die in eine in einer Brennkammer (2) angeordneten Mischkammer (3) entleert und in Strömungsrichtung (a) am Beginn oder vor dieser angeordnet ist, einer Luftzuführungsleitung (5) mit einstellbarer Durchflußvorrichtung in die Mischkammer (3), wobei die Mischkammer (3) zumindest eine Öffnung (20) aufweist, über welche die Mischkammer (3) mit der Brennkammer (2) verbunden ist und für die Rückführung der aus der Mischkammer (3) in die Brennkammer (2) austretenden Verbrennungsgase dient, wobei in die Brennkammer (2) eine weitere Luftzuführungsleitung (18) mündet, die eine einstellbare Durchflußvorrichtung (14) aufweist. Zur Veröffentlichung gemeinsam mit der Zusammenfassung ist Fig. 1 bestimmt. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Brenner mit zumindest einer Druckleitung für einen fluiden Brennstoff, insbesondere Heizöl, welche in eine Brennstoffzerstäubungseinrichtung, insbesondere Düse, mündet, die in eine Mischkammer entleert.
Brennern, sei es für feste, flüssige oder gasförmige Brennstoffe, ist zur Aufgabe gestellt, daß der Wirkungsgrad desselben und der anschließenden Anlagen besonders hoch ist. Der Wirkungsgrad der anschließenden Anlagen wird unmittelbar durch die Eintrittstemperatur des erhitzten Mediums und der Austrittstemperatur desselben bestimmt. Somit besteht das Bestreben, bei Brennern eine möglichst hohe Austrittstemperatur der Gase zu erreichen, da dieselben gegebenenfalls über einen Wärmetauscher die Temperatur des späteren Arbeitsmediums, sei es für Turbinen, chemische Reaktionen oder auch Raumheizung bestimmen. Neben dieser Voraussetzung, daß eine möglichst hohe Temperatur der Abgase aus einem Brenner vorliegen soll, ist eine weitere Voraussetzung, u. zw. die der umweltschonenden Zusammensetzung der Abgase von besonderer Bedeutung. Einerseits liegt ein umso höherer Anteil von Kohlenmonoxid vor, je höher die Verbrennungstemperatur ist, so daß der Ausstoß von toxischen Gasen der Steigerung des Wirkungsgrades entgegengesetzt ist. Dieselbe Aussage gilt auch für die Stickoxide, u. a. gebildet aus dem Stickstoff der Luft, die üblicherweise für die Verbrennung herangezogen wird, deren Gehalt mit steigender Temperatur zunimmt. Neben der Stickoxide, welche auf den Stickstoff der Luft zurückzuführen sind, liegen auch Stickoxide vor, die auf Stickstoffverbindungen des Brennstoffes zurückzuführen sind. Der im wesentlichen aus Kohlenstoff und Wasserstoff aufgebaute Brennstoff, wie Braunkohle, Steinkohle, Anthrazit, Erdöl oder Erdölfraktionen, Erdgas od. dgl., weist in der Regel Verbindungen auf, die chemisch gebunden Stickstoff besitzen. Dieser Stickstoff ist auf die Eiweißstoffe der Organismen, durch deren Zersetzung die organischen Brennstoffe in fester, flüssiger und gasförmiger Phase entstanden sind, zurückzuführen. Neben den Kohlenstoff-und Stickstoffverbindungen sind von besonderer Bedeutung auch noch die Schwefelverbindungen, die ebenfalls auf die ursprünglichen Eiweißstoffe zurückzuführen sind. Bei der Verbrennung entstehen Schwefeloxide, die je nach Oxidationsstufe mit Wasser, schwefelige Säure oder Schwefelsäure bilden, wobei durch das in den Rauchgasen vorliegende und gegebenenfalls zur Kondensation gelangende Wasser verdünnte Säuren gebildet werden, die in Abhängigkeit von den Werkstoffen eine größere Aggressivität aufweisen als konzentrierte Säuren.
Ein besonderes Augenmerk wird den Stickoxiden in den Abgasen gewidmet, wobei dieselben auf Grund ihrer Kinematik besonders schwierig zu entfernen sind. Zur Vermeidung von Stickoxiden, die auf den Stickstoff der Verbrennungsluft zurückzuführen sind, ist es lediglich erforderlich, die Temperatur der Verbrennungsgase geringer zu halten. Dadurch kann allerdings ein schlechterer Wirkungsgrad bedingt sein.
Zur Verringerung der Stickoxide, die auf Stickstoffverbindungen des Brennstoffes zurückzuführen sind, ist es bekannt, die mit Sauerstoffunterschuß verbrannten Gase, welche HCN bilden und in einer zweiten Oxidationsstufe Stickstoffmonoxid übergeführt werden, in den ersten Verbrennungsraum rückzuführen. Dadurch entsteht aus den Stickoxiden und dem NH-Radikalen Stickstoff und Wasser. Ein derartiger Brenner mit Rückführung der teilweise verbrannten Gase wird im Viessmann Heizungs-Handbuch 1987, Alfons W. Gentner Verlag, Stuttgart, Seite 90 beschrieben. Bei diesem Brenner ist eine Druckleitung für das Heizöl in einer Luftleitung zentrisch angeordnet. Am Ende der Druckleitung ist eine Düse vorgesehen. Mit der Luftleitung ist ein Brennerrohr verbunden, wobei zwischen dem Brennerrohr und der Luftleitung eine ringförmige Stauscheibe angeordnet ist. In Abstand von dieser Stauscheibe ist eine ringförmige Mischkammer angeordnet, in welche einerseits Luft von der Luftleitung und andererseits zerstäubter Brennstoff gelangt. In dieser findet eine Verbrennung mit Sauerstoffunterschuß statt, wohingegen im Brennerrohr mit einem geringfügigen Sauerstoffüberschuß verbrannt wird. Im Brennerrohr entsteht zwischen Stauscheibe und Mischkammer ein Unterdruck, so daß ein Teil der mit Sauerstoffüberschuß verbrannten Gase in das Mischrohr rückgeführt wird.
Aus der EP-0 227 637-A wird ein weiterer Brenner bekannt, bei dem das Mischrohr aus zwei Teilstücken besteht. Das erste Teilstück, in Strömungsrichtung gesehen, weist einen geringeren Durchmesser als das zweite Teilstück auf. Der Brennstoff wird über eine Düse in das erste Teilstück eingesprüht und es gelangt Luft von der Luftleitung direkt in das erste Teilstück. Das zweite Teilstück, welches unmittelbar an das erste Teilstück anschließt, hat eine zusätzliche Luftzuführung, so daß hier zum Unterschied zum ersten Teilstück mit einem Luftüberschuß vcrbrannt werden kann. Die aus dem zweiten Teilstück austretenden Verbrennungsgase werden über den Spalt, der zwischen dem ersten Teilstück und der Stauscheibe gebildet ist, in das erste Teilstück rückgeführt.
Den oben angeführten Brennern haftet der Nachteil an, daß bei einem höheren Gehalt an Stickstoffverbindungen im Brennstoff, insbesondere im Heizöl, z. B. 1.400 mg Stickstoff/kg Heizöl die NOX-Emissionen bei 500 mg/kWh für Brennervollast und 390 mg/kWh bei Teillast, vorliegen.
Der vorliegenden Erfindung ist zur Aufgabe gestellt, einen Brenner zu schaffen, welcher auch bei höherem Gehalt an Stickstoffverbindungen im Brennstoff, z. B. Rückstandsheizölen, eine geringere NOX-Emission erlaubt, wobei sowohl die Rußzahl als auch der Ausstoß von Kohlenmonoxid als auch der von Stickoxiden von der Brennerleistung weitgehend unabhängig sein soll. Weiters soll ein Brenner geschaffen werden, der keine beweglichen Teile insbesondere während des Brennerstarts und des Brennvorganges aufweist.
Der erfindungsgemäße Brenner mit zumindest einer Druckleitung für einen fluiden Brennstoff, insbesondere Heizöl, welche in eine Brennstoffzerstäubungseinrichtung, insbesondere Düse, mündet, die in eine in einer Brennkammer angeordneten Mischkammer entleert und in Strömungsrichtung am Beginn oder vor dieser angeordnet ist, einer Luftzuführungsleitung mit einstellbarer Durchflußvorrichtung in die Mischkammer, wobei die Mischkammer zumindest eine Öffnung aufweist, über welche die Mischkammer mit der Brennkammer verbunden ist und für die Rückführung der aus der Mischkammer in die Brennkammer austretenden Verbrennungsgase dient, besteht im wesentlichen darin, daß in die Brennkammer eine weitere Luftzuführungsleitung mündet, die eine einstellbare Durchflußvorrichtung aufweist. Durch die Anordnung einer Mischkammer in einer Brennkammer kann in der Mischkammer eine Verbrennung mit Sauerstoffunterschuß stattfinden, wohingegen die weitere Verbrennung in der Brennkammer mit Sauerstoffüberschuß stattfindcn kann. Über die Öffnung in der Mischkammer kann die Rückführung der mit Sauerstoffüberschuß oxidierten Gase in die Mischkammer erfolgen, so daß die in der Mischkammer gebildeten NH-Radikale mit den Stickoxiden, die in der Brennkammer entstehen, zu Stickstoff und Wasser umgesetzt werden können. Weiters wird dadurch die Ablagerung von Ruß und Koks im Inneren der Mischkammer verringert bzw. vermieden. Durch die weitere Luftzuführungsleitung in die Brennkammer kann nicht nur eine sehr genaue Einstellung der für die Verbrennung erforderliche Überschuß von Sauerstoff erfolgen, sondern es kann auch noch eine zusätzliche Abkühlung der Brenngase und gegebenenfalls der Mischkammer durch die Luft erfolgen, so daß weniger Stickoxide, die auf den Stickstoff der Luft zurückzuführen sind, entstehen. Gleichzeitig kann auch der Gehalt an Kohlenmonoxid im Abgas geringer gehalten werden. Die Durchflußvorrichtung kann z. B. durch Schieber, Ventile aber auch Gebläse mit änderbarer Leistung gebildet sein.
Ist, wie an sich bekannt, die Brennstoffzerstäubungseinrichtung von einer Luftzuführungsleitung umgeben, welche in die Mischkammer mündet, so kann auf besonders einfache Weise eine zentrale Einleitung der Luft erfolgen, wobei eine intensive Vermischung des zerstäubten Brennstoffes mit der Verbrennungsluft ermöglicht ist, so daß der Verbrennungsvorgang in einem besonders kurzem Zeitraum erfolgen kann.
Sind in der Luftzuführungsleitung, welche in die Mischkammer mündet, Drallkörper angeordnet, die den Luftstrom in radiale und/oder tangentiale Richtung beaufschlagen, so wird eine spiralförmige Bewegung der Luft und damit auch der in der Mischkammer vorliegenden Flamme erreicht, die zu einer Stabilisierung der Flamme beiträgt. Eine derartige Stabilisierung ist insbesondere am Beginn des Brennvorganges von besonders hoher Bedeutung.
Sind die Drallkörper mit Leitblechen aufgebaut, welche insbesondere in ihrer Winkellage zur Strömungsrichtung veränderbar sind, so kann der Druckverlust innerhalb der Luftzuführungsleitung besonders gering gehalten werden, wobei weiters die erforderliche radiale bzw. tangentiale Ablenkung des Luftstromes einfach durchgeführt werden kann.
Ist ein gemeinsames Luftzuführungsrohr vorgesehen, das in die Luftzuführungsleitung für die Mischkammer und die Brennkammer mündet, so ist ein Brenner gegeben, der eine geringe Anzahl von Leitungcn aufweist und somit besonders einfach zu montieren und auch zu warten ist.
Ist der freie Strömungsquerschnitt zwischen dem gemeinsamen Luftzuführungsrohr und der Wandung der Luftzuführungsleitung für die Mischkammer, insbesondere über einen im Querschnitt keilförmigen Schieber veränderbar, so kann auf besonders einfache Weise der Luftstrom, welcher in die Mischkammer gelangt bzw. in die Brennkammer gelangt, gemeinsam eingestellt werden.
Ist/sind die Öffnung(en), welche aus der Brennkammer in die Mischkammer mündet/münden, in ihrer freien Öffnungsfläche, insbesondere über einen Schieber, welcher entlang der Mischkammeraußenwandung bewegbar ist, veränderbar, so kann der Anteil an rückzuführenden Brenngasen, der in der Regel durch den in der Mischkammer herrschenden Unterdruck geregelt wird, zusätzlich willkürlich eingestellt, gegebenenfalls auch gesteuert, werden.
Ist die Luftzuführung in der Brennkammer mit einer Mehrzahl von Luftzuführungen, insbesondere Rohren, gebildet, so kann auf besonders einfache Weise eine gezielte Luftzufuhr in die Brennkammer erfolgen, wobei Wärme der Mischkammer an die Brennkammer durch Strahlung abgegeben werden kann.
Sind die Rohre von der Mischkammeraußenwandung getragen, so kann die Temperatur der Mischkammer besonders einfach und wirksam niedrig gehalten werden, so daß NH-Radikale bevorzugt aus den Stickstoffverbindungen des Brennstoffes entstehen und die Bildung von Stickoxiden in der Mischkammer unterdrückt wird.
Ist der Winkel, welcher die Rohre mit der Strömungsrichtung des Brennstoffes einschließen größer Null und gegebenenfalls veränderbar, so kann der Luftstrahl zur Stabilisierung der Flamme bzw. Verbrennungsgase beitragen, wobei durch die Veränderung des Winkels die Drallbewegung des Luftstromes vorgegeben ist.
Endigen die Rohre in Strömungsrichtung des Brennstoffes gesehen vor oder nach dem Bereich des Endes der Mischkammer, so kann in der gesamten Brennkammer ein erwünschter Sauerstoffüberschuß eingehalten werden.
Ist nach der Düse für den Brennstoff in Strömungsrichtung desselben gesehen die Luftzuführungsleitung für die Mischkammer in ihrem Strömungsquerschnitt für die Luft verengt, so wird dadurch eine Art Stauscheibe gebildet, an welcher der Beginn der Oxidation des Brennstoffes erfolgt.
Sind die Öffnungen in der Mischkammerwandung für die Rückführung der Verbrennungsgase in Strömungsrichtung am Beginn vorgesehen, so kann eine besonders große Verweilzeit der rückgeführten Rauchgase in der Mischkammer erreicht werden, so daß die erwünschte Reduktion der Stickoxide unter gleichzeitiger Oxidation der Stickstoff-Wasserstoff-Verbindungen erfolgen kann.
Sind die Öffnungen für die Rückführung der Verbrennungsgase, in Strömungsrichtung gesehen, vor dem verengten Querschnitt der Luftzuführungsleitung angeordnet bzw. beginnen davor, so kann bereits zu Beginn des Oxidationsvorganges in der Mischkammer auf die Stickoxide der Rauchgase besonders einfach rückgegriffen werden.
Weist die Mischkammer einen fluiddichten Boden auf bzw. ist mit einem dcrartigen verbunden, in welchem die Luftzuführungsleitung angeordnet ist, so ist eine besonders einfache und robuste Brennerkonstruktion gewährleistet.
Ist der verengte Querschnitt der Luftzuführungsleitung in der Mischkammer vorgesehen, so beginnt der Oxidationsvorgang nicht am Boden der Mischkammer, sondern entfernt von diesem, so daß ein besonders gutes Einleiten der rückgeführten Verbrennungsgase in die Mischkammer und auch in die erste Oxidationsphase ermöglicht ist.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
  • Fig. 1 einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Brenner,
  • Fig. 2 eine Lagerung von Rohren und
  • Fig. 3 ein Diagramm der Schadstoffbildung in Abhängigkeit von der Brennerleistung.
    • Der Brenner 1 ist einer nur teilweise dargestellten Brennkammer 2 angeordnet. Es ist eine Durchgangsflamme vorgesehen, obwohl der Einsatz in einer Brennkammer mit Umkehrflamme ebenfalls möglich ist.
    Die Mischkammer 3, welche aus einem zylindrischen Rohr besteht, ist mit einem Boden 4 verbunden, welcher ringförmig aufgebaut ist und in dessen konzentrische Öffnung eine Luftzuführungsleitung 5, die ebenfalls durch ein zylindrisches Rohr gebildet ist, eingeschweißt ist. In die Mischkammer 3 reicht ein Konus 6, durch welchen die Luftzuführungsleitung 5 verengt ist. Die Öffnung 7 des Konus 6 bildet eine Art Stauscheibe. Zentrisch in der Luftzuführungsleitung 5 ist eine Druckleitung 8 für einen fluiden Treibstoff, insbesondere Heizöl, angeordnet. Am Ende der Druckleitung 8 in Strömungsrichtung a des Brennstoffes bzw. der Flamme gesehen, ist eine Düse 9 angeordnet. Weiters ist auf der Druckleitung 8 eine Heizeinrichtung 10 vorgesehen, welche mit einer elektrischen Widerstandsheizung gebildet ist. Zur Zündung des Brennstoffes sind zwei Elektroden 11 beim Austritt der Düse 9 angeordnet, die ihrerseits Stromzuleitungen 12 aufweisen. Die Menge des Brennstoffes ist über eine in ihrer Fördermenge änderbare Pumpe einstellbar. Der Druck des Brennstoffes liegt zwischen 7 Bar und 30 Bar. Die Luftzuführungsleitung 5 ist von einem Luftzuführungsrohr 13 umgeben. Im Luftzuführungsrohr 13 ist ein im Querschnitt keilförmiger Schieber 14 vorgesehen, welcher entlang der Innenwandung des Luftzuführungsrohres 13 zur Öffnung 15 der konzentrisch angeordneten Luftzuführungsleitung 5 hin- und wegbewegt werden kann. Durch diesen Schieber 14 kann, wie strichpunktiert dargestellt, die gesamte Luft auch in die Luftzuführungsleitung 5 und damit in die Mischkammer 3 geführt werden. Eine Aufteilung der Luftmengen ist damit möglich. Die Luftmengen können auch über in ihrer Leistung veränderbare Gebläse od. dgl. eingestellt werden. Durch die Wandungen des Luftzuführungsrohres 13 und der Luftzuführungsleitung 5 wird eine ringförmige Kammer 16 gebildet, in welcher Drallkörper 17 angeordnet sind. Diese Drallkörper 17 sind durch Leitbleche 29 gebildet, deren Winkel gegebenenfalls verstellt werden kann. Im Boden 4 sind zwölf Rohre 18 (in Fig. 1 aus Gründen der Übersicht lediglich eines dargestellt) angeordnet. Die Rohre 18 können, so wie in Fig. 1 dargestellt, fix im Boden 4 eingeschweißt sein oder wie in Fig. 2 dargestellt, über eine teilkugelförmige Buchse 26 und über Kugelkörper 27 der Rohre schwenkbar im Boden 4 angeordnet sein. Die Rohre 18 endigen im Bereich des Endes der Mischkammer 3. Die Rohre 18 sind über Schweißstellen 19 mit der Mischkammer 3 verbunden. Die Mischkammer 3 weist weiters Öffnungen 20 auf, die sich teilweise über den Konus 6 in Strömungsrichtung a des Brennstoffes erstrecken. Diese Öffnungen können über einen Schieber 21, welcher entlang der Außenwandung der Mischkammer 3 bewegbar ist, mit einem Gestänge 30 in ihrem freien Strömungsquerschnitt verkleinert werden. Die Luft aus den Luftzuführungsrohr 13 wird zweigeteilt. Ein Luftstrom gelangt von der ringförmigen Kammer 16 zum Boden 4 der Mischkammer 3, in welchem die Rohre 18 eingefügt sind und über diese bis zur Mündung der Mischkammer 3. Der andere Teilluftstrom gelangt über die Luftzuführungsleitung 5, den Drallkörper 22, den Konus 6 in die Mischkammer 3. Der Drallkörper 22 ist mit einem feststehenden Ring 23 und einem entlang eines Gewindes 25 drehbaren Ring 24 aufgebaut. Die Ringe 23 und 24 weisen jeweils Speichen auf, zwischen welchen der Luftdurchtritt erfolgen kann, und in diesen Speichcn sind weiters die Leitbleche 29 angelenkt. Durch Verdrehen des Ringes 24 kann der durchtretende Luftstrom stärker oder schwächer radial und/oder tangential abgelenkt werden, so daß der Luftstrom eine spiralförmige Bewegung ausübt.
    Wie durch die Pfeile b dargestellt, gelangen die aus der Brennkammer austretenden Verbrennungsgase von der Brennkammer in die Mischkammer über die Öffnungen 20.
    Dieser Brenner wurde mit einem Heizöl leicht, dessen Stickstoffgehalt auf 1.530 mg/kg eingestellt wurde, betrieben, wobei in der Mischkammer mit einem Sauerstoffunterschuß, u. zw. einem λ von 0,7, und in der Brennkammer mit einem Sauerstoffüberschuß, u. zw. einem λ von 1,18, gearbeitet wurde. In der Abzisse des in Fig. 3 dargestellten Diagrammes ist die Brennerleistung in kWh aufgetragen, wohingegen in der Ordinate der Gehalt an Kohlenmonoxid bzw. die Rußzahl (bestimmt nach ÖNORM M7535 Teil 1) und der Stickoxidgehalt in mg/kWh aufgetragen ist. Sowohl der Kohlenmonoxidgehalt als auch die Stickoxide als auch die Rußzahl sind im wesentlichen von der Brennerleistung unabhängig. Die Rußzahl schwankt um den Wert 0,5, die Kohlenmonoxidemission weist Werte kleiner als 15 mg/kWh auf und der Ausstoß an Stickoxiden liegt unter 300 mg/kWh und ist damit wesentlich niedriger als der Brenner des Standes der Technik.

    Claims (16)

    1. Brenner mit zumindest einer Druckleitung (8) für einen fluiden Brennstoff, insbcsondere Heizöl, welche in eine Brennstoffzerstäubungseinrichtung, insbesondere Düse (9), mündet, die in eine in einer Brennkammer (2) angeordneten Mischkammer (3) entleert und in Strömungsrichtung (a) am Beginn oder vor dieser angeordnet ist, einer Luftzuführungsleitung (5) mit einstellbarer Durchflußvorrichtung in die Mischkammer (3), wobei die Mischkammer (3) zumindest eine Öffnung (20) aufweist, über welche die Mischkammer(3) mit der Brennkammer (2) verbunden ist und für die Rückführung der aus der Mischkammer(3) in die Brennkammer (2) austretenden Verbrennungsgase dient, dadurch gekennzeichnet, daß in die Brennkammer (2) eine weitere Luftzuführungsleitung (18) mündet, die eine einstellbare Durchflußvorrichtung (14) aufweist.
    2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß, wie an sich bekannt, die Brennstoffzerstäubungseinrichtung (9) von einer Luftzuführungsleitung(5) umgeben ist, welche in die Mischkammer (3) mündet.
    3. Brenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Luftzuführungsleitung (5), welche in die Mischkammer (3) mündet, Drallkörper (22), die den Luftstrom in radiale und/oder tangentiale Richtung beaufschlagen, angeordnet sind.
    4. Brenner nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Drallkörper (22) mit Leitblechen (29) aufgebaut ist, welche insbesondere in ihrer Winkellage zur Strömungsrichtung (a) veränderbar sind.
    5. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein gemeinsames Luftzuführungsrohr (13) vorgesehen ist, das in die Luftzuführungsleitung (5) für die Mischkammer (3) und die Brennkammer (2) mündet.
    6. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der freie Strömungsquerschnitt zwischen dem gemeinsamen Luftzuführungsrohr(13) und der Wandung der Luftzuführungsleitung (5) für die Mischkammer, insbesondere über einen im Querschnitt keilförmigen Schieber (14) veränderbar ist.
    7. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung(en) (20), welche aus der Brennkammer (2) in die Mischkammer (3) mündet/münden, in ihrer Öffnungsfläche, insbesondere über einen Schieber (21), welcher entlang der Mischkammeraußenwandung bewegbar ist, veränderbar ist/sind.
    8. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftzuführung in die Brennkammer (2) mit einer Mehrzahl von Luft zuführungen, insbesondere Rohren (18), gebildet ist.
    9. Brenner nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (18) in Strömungsrichtung (a) des Brennstoffes gesehen, vor oder nach dem Endbereich der Mischkammer endigen.
    10. Brenner nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (18) von der Mischkammeraußenwandung getragen sind.
    11. Brenner nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel, welcher die Rohre (18) mit der Strömungsrichtung (a) des Brennstoffes einschließt, größer Null und gegebenenfalls veränderbar ist.
    12. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Düse (9) für den Brennstoff in Strömungsrichtung (a) desselben gesehen, die Luftzuführungsleitung (5) für die Mischkammer (3) in ihrem Strömungsquerschnitt (6) für die Luft verengt ist.
    13. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (20) in der Mischkammerwandung für die Rückführung der Verbrennungsgase, in Strömungsrichtung (a) gesehen, am Beginn vorgesehen sind.
    14. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (20) für die Rückführung der Verbrennungsgase, in Strömungsrichtung gesehen, vor dem verengten Querschnitt (6) der Luftzuführungsleitung (5) beginnen bzw. vorgesehen sind.
    15. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischkammer (3) einen fluiddichten Boden (4) aufweist bzw. mit einem derartigen verbunden ist, in welchem die Luftzuführungsleitung (5) angeordnet ist.
    16. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der verengte Querschnitt (6) der Luftzuführungsleitung (5) in der Mischkammer (3) vorgesehen ist.
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    Cited By (2)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    EP1217294A3 (de) * 2000-12-13 2003-03-19 Ambi-Rad Limited Strahlrohrbrenner
    CN117083449A (zh) * 2021-03-25 2023-11-17 梅赛德斯-奔驰集团股份公司 用于操作机动车的燃烧器的方法

    Citations (8)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    AT329931B (de) * 1972-02-28 1976-06-10 Okada Jujiro Befestigungselement
    US4004875A (en) * 1975-01-23 1977-01-25 John Zink Company Low nox burner
    DE2908427A1 (de) * 1979-03-05 1980-09-18 Steinmueller Gmbh L & C Verfahren zur verminderung der no tief x -emission
    EP0227637A2 (de) * 1985-12-23 1987-07-01 Dr. Brücker &amp; Zeman &amp; Mag. Seyr Controlled Soft Combustion Gesellschaft bürgerlichen Rechts Ölbrenner
    DE3906854C1 (en) * 1989-03-03 1990-10-31 Buderus Heiztechnik Gmbh, 6330 Wetzlar, De Burner tube for a blue-burning oil burner
    DE4201059A1 (de) * 1992-01-17 1993-07-22 Man B & W Diesel Ag Flammrohr
    DE4330160A1 (de) * 1993-09-07 1995-03-09 Ruhrgas Ag Verfahren zum Betreiben eines Brenners mit gasförmigen oder flüssigen Brennstoffen sowie Brenner zur Durchführung des Verfahrens
    EP0857915A2 (de) * 1997-02-07 1998-08-12 ELCO KLÖCKNER HEIZTECHNIK GmbH Verfahren und Brennkopf zur Verbrennung von flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen

    Family Cites Families (2)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    AT329731B (de) * 1973-03-05 1976-05-25 Landwehr & Schultz Gmbh Olbrenner, insbesondere fur leichtol
    DE4004427C2 (de) * 1989-02-22 1995-02-09 Motorola Inc Diagnostisches Störungsmeldesystem

    Patent Citations (8)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    AT329931B (de) * 1972-02-28 1976-06-10 Okada Jujiro Befestigungselement
    US4004875A (en) * 1975-01-23 1977-01-25 John Zink Company Low nox burner
    DE2908427A1 (de) * 1979-03-05 1980-09-18 Steinmueller Gmbh L & C Verfahren zur verminderung der no tief x -emission
    EP0227637A2 (de) * 1985-12-23 1987-07-01 Dr. Brücker &amp; Zeman &amp; Mag. Seyr Controlled Soft Combustion Gesellschaft bürgerlichen Rechts Ölbrenner
    DE3906854C1 (en) * 1989-03-03 1990-10-31 Buderus Heiztechnik Gmbh, 6330 Wetzlar, De Burner tube for a blue-burning oil burner
    DE4201059A1 (de) * 1992-01-17 1993-07-22 Man B & W Diesel Ag Flammrohr
    DE4330160A1 (de) * 1993-09-07 1995-03-09 Ruhrgas Ag Verfahren zum Betreiben eines Brenners mit gasförmigen oder flüssigen Brennstoffen sowie Brenner zur Durchführung des Verfahrens
    EP0857915A2 (de) * 1997-02-07 1998-08-12 ELCO KLÖCKNER HEIZTECHNIK GmbH Verfahren und Brennkopf zur Verbrennung von flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen

    Cited By (2)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    EP1217294A3 (de) * 2000-12-13 2003-03-19 Ambi-Rad Limited Strahlrohrbrenner
    CN117083449A (zh) * 2021-03-25 2023-11-17 梅赛德斯-奔驰集团股份公司 用于操作机动车的燃烧器的方法

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