<Desc/Clms Page number 1>
Die gegenständliche Erfindung betrifft einen Brenner mit einem Brennergeschränk, an welches ein mit einem Brennerstein ausgebildeter Brennraum anschliesst, wobei sich im Brennergeschränk eine zentrale Brennerlanze und radial ausserhalb derselben mindestens eine weitere Brennerlanze befinden, welche im Brennraum mit Brennerdüsen ausgebildet sind und welche mit einem brenn- baren Medium, insbesondere mit Öl und bzw.
oder mit Gas, beaufschlagbar sind und wobei weiters im Brennergeschränk mehrere Luftkanäle vorgesehen sind, welche gleichfalls im Brennraum münden, wobei ein erster Luftkanal die zentrale Brennerlanze umschliesst und im Brennraum radial ausserhalb der zentralen Brennerlanze mündet, ein zweiter Luftkanal den ersten Luftkanal um- schliesst sowie im Brennraum radial ausserhalb der mindestens einen weiteren Brennerlanze mün- det und der dritte Luftkanal die beiden anderen Luftkanäle radial umschliesst.
Bekannte Brenner, welche z. B. aus der DE-OS 37 05 234 A1 bekannt sind, bestehen aus einem Brennergeschränk, in dessen zentralem Bereich eine erste Brennerlanze vorgesehen ist, welche an ihrem einen Ende an eine Leitung zur Zufuhr von Brennstoff angeschlossen ist und welche an ihrem anderen, im Brennraum befindlichen Ende mit einer Brennerdüse ausgebildet ist.
An der Mündung der Brennerlanze ist der Brennraum von einem Brennerstein begrenzt.
Radial ausserhalb der ersten Brennerlanze sind weitere Brennerlanzen vorgesehen, welche ebenfalls an ihrem einen Ende an Leitungen zur Zufuhr von Brennstoff angeschlossen sind und welche an ihren anderen, im Brennraum befindlichen Enden gleichfalls mit Brennerdüsen ausge- bildet sind. Dabei können die weiteren Brennerlanzen in Bezug auf die erste Brennerlanze in einem spitzen Winkel ausgerichtet sein, wobei sich deren Abstand von der ersten Brennerlanze zum Brennraum hin verkleinert. Weiters können die Brennerlanzen in Bezug auf den Brennraum sowohl in Richtung von deren Längsachse verstellbar als auch um deren Längsachse verdrehbar sein.
Durch die hierdurch ermöglichten Änderungen in der Lage der Brennerdüsen ist die Form der Flamme steuerbar.
Weiters sind im Brennergeschränk mehrere Luftkanäle vorgesehen, welche gleichfalls im Brennraum münden und durch welche dem Brennraum die für die Befeuerung erforderliche Luft zugeführt wird, wobei zudem durch die Art der Zuführung der Luft eine Steuerung des Brennvor- ganges bewirkt werden kann.
Der gegenständlichen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, derartige Brenner dahingehend zu verbessern, dass in einfacher Weise eine Flammenstabilisierung bewirkt wird Dies wird erfindungs- gemäss dadurch erzielt, dass der Brennerstein mit einer angenähert zylindrischen Öffnung ausgebil- det ist, in welcher die zentrale Brennerlanze und der innerste Luftkanal münden, dass er weiters mit einem angenähert in einer Normalebene der zentralen Brennerlanze liegenden Absatz ausgebildet ist, dass dessen Innenwand vom Absatz weg in an sich bekannter Weise sich angenähert konisch erweiternd ausgebildet ist und dass der dritte Luftkanal im Brennraum radial ausserhalb des Bren- nersteines mündet.
Durch den angenähert in der Normalebene zur zentralen Brennerlanze angeordneten Absatz wird eine strömungstechnische Abrisskante gebildet, welche in Kombination mit der sich anschlie- #enden konischen Erweiterung des Brennraumes eine Wirbelbildung bewirkt, welche für die Flammenstabilisierung massgeblich ist.
Vorzugsweise schliesst die konische Innenwand des Brennersteines mit der Achse der zentra- len Brennerlanze einen spitzen Winkel ein. Nach weiteren bevorzugten Merkmalen sind die Luftka- näle in an sich bekannter Weise an einen zentralen Luftkanal, in welchem eine Regelklappe ange- ordnet ist, angeschlossen und sind in den einzelnen Luftkanälen jeweils gesondert betätigbare Regelklappen vorgesehen. Weiters schliesst vorzugsweise der erste Luftkanal an einen die zentrale Brennerlanze umschliessenden Ringkanal, in welchem Drallbleche angeordnet sind, an und ist er als die zentrale Brennerlanze umschliessender, hohlzylindrischer Luftkanal ausgebildet, welcher im Brennraum in einem die zentrale Brennerlanze umgebenden Ringspalt mündet.
Zudem kann der zweite Luftkanal sich zum Brennraum hin kegelmantelartig verjüngend ausgebildet sein und kann er in einem ausserhalb der Mündung der mindestens einen weiteren Brennerlanze befindlichen Ringspalt münden. Zudem kann sich der dritte Luftkanal direkt innerhalb des äusseren Mantels des Brennergeschränkes befinden und kann er in einem sich radial ausserhalb des Brennersteines befindlichen Ringspalt münden.
Vorzugsweise ist mindestens eine der Brennerlanze bzw. sind sämtliche Brennerlanzen axial verstellbar und gegebenenfalls um ihre Längsachse verdrehbar
<Desc/Clms Page number 2>
Ein erfindungsgemässer Brenner ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemässen Brenner in axono- metrischer und teilweise aufgebrochener Darstellung.
Wie dies aus der Zeichnung ersichtlich ist, weist ein derartiger Brenner ein Gehäuse 1, das so- genannte Brennergeschränk, auf, in welchem sich eine zentrale Brennerlanze 21 und sechs weite- re Brennerlanzen 22 befinden, an welche an deren in der Zeichnung links befindlichen Enden Leitungen angeschlossen sind, über welche sie mit einem brennbaren Medium beschickbar sind.
An ihren anderen Enden, welche sich in einem Brennraum 2 befinden, sind die Brennerlanzen 21, 22 mit Brenndüsen ausgebildet, welche durch Ultraschall-Zerstäubungsdüsen gebildet sind.
Die zentrale Brennerlanze 21 wird mit Brennöl beschickt, wogegen die weiteren Brennerlanzen 22 mit Gas beschickt werden. Der Brennraum 2, in welchem die Brennerlanzen 21 und 22 münden, ist einseitig durch einen im Brennergeschränk 1 angeordneten Brennerstein 3 begrenzt. Durch den Brennerstein 3 ist der Brennraum 2 im Bereich der Brennerdüsen angenähert zylindrisch und daran anschliessend sich kegelig erweiternd ausgebildet. Für die Beaufschlagung der weiteren Brenner- lanzen 22 mit Gas ist ein Ringkanal 23 vorgesehen, welcher einerseits mit einem Anschlussflansch 24 ausgebildet ist und von welchen andererseits die Brennerlanzen 22 ausgehen.
Die Brennerlanzen 22 schliessen mit der zentralen Brennerlanze 21 einen spitzen Winkel von etwa 10 ein, wobei sich der Abstand der Brennerlanzen 22 von der zentralen Brennerlanze 21 in Richtung auf den Brennraum 2 hin verringert. Sämtliche Brennerlanzen 21 und 22 sind sowohl in Richtung ihrer Längsachse verschiebbar als auch um ihre Längsachse verdrehbar. Hierdurch kann die Form der Flamme verändert werden.
Weiters sind im Brennergeschränk 1 mehrere Luftkanäle vorgesehen, welche an dem in der Zeichnung linken Ende des Brennergeschränkes 1 an einen gemeinsamen Luftkanal 4 ange- schlossen sind und durch welche in den Brennraum 2 in unterschiedlichen Bereichen und in unter- schiedlicher Weise die für den Feuerungsbetrieb erforderliche Luft einführbar ist. An den Luftkanal 4, in welchem sich eine Regelklappe 41 befindet, schliessen Luftkanäle 5, 6 und 7 an.
Der erste Luftkanal 5, in welchem sich eine Regelklappe 51 befindet, geht in einen die erste Brennerlanze 21 umschliessenden Ringraum 52 über, welcher in einen angenähert zylindrischen Strömungskanal 54, welche die erste Brennerlanze 21 direkt umschliesst, übergeht. Der Luftkanal 54 mündet im Brennraum 2 in einem die erste Brennerlanze 21 umgebenden Ringspalt 55. Weiters sind im Ringraum 52 mehrere Drallkörper 53 vorgesehen, durch welche in der im Luftkanal 54 befindlichen Luft ein Drall erzeugt wird. Der zweite Luftkanal 6, in welchem sich eine Regelklappe 61 befindet, geht in einen sich in Strömungsrichtung der Luft kegelmantelförmig verjüngenden Luftkanal 64 über, welcher sich radial ausserhalb der weiteren Brennerlanzen 22 befindet und welcher in einem radial ausserhalb des Luftkanals 54 befindlichen Ringspalt 65 mündet.
Der dntte Luftkanal 7, in welchem sich eine Regelklappe 71 befindet, geht in einen sich an der Innenseite des Gehäusemantels 11 befindlichen, zylindrischen Luftkanal 74 über, welcher in einem radial ausserhalb des Brennersteines 3 befindlichen Ringspalt 75 mündet.
Durch die Regelklappe 41 ist die gesamte dem Brennraum 2 zuführbare Menge an Verbren- nungsluft steuerbar. Durch die Regelklappen 51, 61 und 71 sind die Mengen der über die Ringspal- te 55,65 und 75 dem Brennraum 2 zuführbaren Verbrennungsluft steuerbar.
Der Brennerstein 3, der in seinem inneren Bereich zylindrisch ausgebildet ist, ist mit einem Ab- satz 31 versehen, durch welchen eine Stabilisierung der Flamme bewirkt wird. Hierdurch braucht kein Ring zur Flammenstabilisierung vorgesehen zu sein. Zudem ist der Brennerstein 3 durch mindestens ein Rohr 32 durchsetzt, in welches eine Zündlanze einsetzbar ist. Schliesslich befindet sich ausserhalb des Brennersteines 3 ein Anschlussflansch 30, durch welchen das Brennerge- schränk 1 in einer Anlage durch Verschraubung befestigt werden kann.
Durch die Ausbildung des innersten Luftkanals 5 mit Drallblechen 53 einerseits und durch die Ausbildung des Brennersteines mit dem angenähert in der Normalebene der zentralen Brennerlan- ze 21 liegenden Absatz 3 und der sich vom Absatz 3 weg konisch erweiternden Innenwand ande- rerseits tritt im zentralen Bereich des Brennraumes 2 dahingehend eine Rezirkulation der Luft ein, dass ein Teil der Luft zurückströmt, wodurch eine Stabilisierung der Flamme bewirkt wird. Hierdurch wird gewährleistet, dass die Flamme im Bereich der Düsen verbleibt. Anders ausgedrückt, wird heisses Gas zurückgesaugt, wodurch sich an den Düsen ein Gas-Luftgemisch für die Flamme bildet.
Da hierdurch auf eine Stauscheibe verzichtet werden kann, werden auch die durch eine
<Desc/Clms Page number 3>
solche auftretenden Nachteile, nämlich dass sie verschmutzen und verkockt werden kann, vermie- den.
Massgeblich für die erfindungsgemässe Ausbildung des Brenners ist auch, dass die beiden inne- ren Luftkanäle relativ nahe beieinander liegen, wogegen der äusserste Luftkanal in den Brennraum in grossem radialen und axialen Abstand mündet. Im vorderen Bereich des Brenners erfolgt eine unter-stöchiometrische Verbrennung, wogegen durch den radial äussersten Luftkanal die für eine überstöchiometrische Verbrennung erforderliche Luftzufuhr bewirkt wird. Da zudem der radial äusserste Luftstrom über einen Ringspalt zugeführt wird, wird eine Nox-Bildung vermindert.
Ein erfindungsgemässer Brenner eignet sich insbesondere zum Einsatz in thermischen Kraft- werken.
PATENTANSPRÜCHE:
1 Brenner mit einem Brennergeschränk (1), an welches ein mit einem Brennerstein (3) aus- gebildeter Brennraum (2) anschliesst, wobei sich im Brennergeschränk (1) eine zentrale
Brennerlanze (21) und radial ausserhalb derselben mindestens eine weitere Brennerlanze (22) befinden, welche im Brennraum (2) mit Brennerdüsen ausgebildet sind und welche mit einem brennbaren Medium, insbesondere mit Öl und bzw.
oder mit Gas, beaufschlagbar sind und wobei weiters im Brennergeschränk (1) mehrere Luftkanäle (54, 64, 74) vorgese- hen sind, weiche gleichfalls im Brennraum (2) münden, wobei ein erster Luftkanal (54) die zentrale Brennerlanze (21) umschliesst und im Brennraum (2) radial ausserhalb der zentra- len Brennerlanze (21) mündet, ein zweiter Luftkanal (64) den ersten Luftkanal (54) um- schliesst sowie im Brennraum (2) radial ausserhalb der mindestens einen weiteren Brenner- lanze (22) mündet und der dritte Luftkanal (74) die beiden anderen Luftkanäle (54,64) ra- dial umschliesst, dadurch gekennzeichnet, dass der Brennerstein (3) mit einer angenähert zylindrischen Öffnung ausgebildet ist, in welcher die zentrale Brennerlanze (21) und der innerste Luftkanal (54) münden, dass er weiters mit einem angenähert in einer Normalebe- ne der zentralen Brennerlanze (21)
liegenden Absatz (31) ausgebildet ist, dass dessen In- nenwand vom Absatz (31) weg in an sich bekannter Weise sich angenähert konisch erwei- ternd ausgebildet ist und dass der dritte Luftkanal (74) im Brennraum (2) radial ausserhalb des Brennersteines (3) mündet.
