EP0501209A2 - Combustion device for heating oil or the like - Google Patents
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- 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, e.g. burner cooling means, noise reduction means
- F23D11/40—Mixing tubes or chambers; Burner heads
- F23D11/406—Flame stabilising means, e.g. flame holders
Definitions
- the invention relates to a combustion device for heating oil and the like according to the preamble of the main claim.
- a burner is held in a housing which is open on its front side, from which fuel emerges during operation of the combustion device. Combustion air continues to flow through the housing during operation of the combustion device. To mix the combustion air well To reach the fuel, a baffle plate is arranged between the flame opening of the housing and the burner from which the fuel emerges, which in turn usually has a central opening and several air gaps.
- the housing wall at the flame opening is bent inwards in DE-GM 90 03 176.8.
- this embodiment has the disadvantage that the distance between the baffle plate and the bent edge of the housing changes when the baffle plate is moved forwards and backwards together with the burner in order to set the combustion device to different heating outputs. This changes the flow conditions during flame formation and it soot accumulates under unfavorable circumstances.
- the invention has for its object a u. To create the.
- a particularly intensive swirling of combustion air and fuel in particular by a recirculation on the outside of the flame, a particularly efficient and low-pollutant combustion enables.
- the combustion flame is to be kept particularly cool, so that the generation of NO x gases is drastically reduced.
- This economical and environmentally compatible combustion should be guaranteed in all operating positions of the combustion device, ie at all possible distances of the baffle plate from the flame opening of the housing.
- a combustion device for heating oil u there is a combustion device for heating oil u.
- the swirl webs are arranged transversely to the flow direction of the fuel-air mixture on a wall which is attached to the baffle plate.
- This arrangement of the swirl bars has the advantage that the distance from the flame root, which is located at the bottom of the baffle plate, to the swirl bars not changed, even if the baffle plate e.g. B. is shifted axially in the housing when the heating power changes. This ensures that the combustion conditions for the flame are always kept optimal and that the fuel is always swirled well with the combustion air.
- the recirculation of combustion air in the lateral areas of the flame also lowers the temperature of the flame, so that the formation of toxic NO x gases is reduced.
- the combustion device according to the invention can be adjusted over a wide range under optimal firing conditions, so that favorable firing conditions occur both at high and at particularly low heating loads.
- a combustion device for heating oil and. Like. From a housing 1, which narrows conically in its front section. Located at the front end of the housing 1 there is a flame opening 2, from which the flames emerge during operation of the combustion device. Inside the housing 1 there is a holding device 6 which carries a burner (not shown) and an ignition device (not shown). On the holding device 6, a baffle plate 3 is fastened by means of supports 9, which has a central opening 4 and several air gaps. The baffle plate 3 has a wall 5 on its outer circumference, on which in turn passage openings 7 are arranged. The interior of the housing 1 is in contact with the outside air, inter alia, with the passage openings 7, as can be seen, inter alia, from FIG. 2. From this sectional view it is clear that the upper region of the wall 5 is fastened to the lower region of the wall 5 by means of webs 10.
- the swirling webs are not arranged at the upper end of the wall 5, but further below. Furthermore, in contrast to FIG. 1, the passage openings 7 are located directly below the swirling webs 8.
- combustion air is guided through the housing 1 in the direction of the flame opening 2 during operation of the combustion device.
- Fuel emerges through the nozzle of a burner, not shown, which is held in the holding device 6 and mixes with the combustion air.
- the combustion air flowing through the housing 1 passes through the central opening 4, through one or more air gaps within the baffle plate 3 and through the passage openings 7 into the area behind the baffle plate 3, in which the flame root is formed. Due to the different flow paths, the fuel-air mixture is thoroughly mixed. An additional mixing takes place through the intermingling webs 8, and a suction develops behind these. This suction effect has the effect that a recirculation is formed which leads further cool air quantities to the flame. As a result, the flame is cooled and, due to this lower temperature, considerably less NO x pollutants are formed than in devices which work with a hotter flame.
- the holding device 6 together with the burner held therein and the baffle plate 3 can be moved axially back and forth in the housing 1.
- the baffle plate 3 is moved forward in the direction of the flame opening 2, so that the through openings 7 are either completely or partially covered by the wall of the housing 1. As a result, the air flow through the passage openings 7 is partially or completely prevented. So that the passage openings 7 close completely when the baffle plate 3 is fully advanced, it is advantageous if the wall 5 of the baffle plate 3 lies closely against the inner wall of a specific area of the housing 1. In the In the figures shown, this area is located in the immediate area of the flame opening 2 behind the narrowing area of the housing 1.
- baffle plate 3 shown in the drawings and the design of the wall 5 as a ring are merely exemplary embodiments, which of course can also be carried out in a different way.
- the construction of the baffle plate 3 as a polygon is possible.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Verbrennungseinrichtung für Heizöl und dergleichen gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.The invention relates to a combustion device for heating oil and the like according to the preamble of the main claim.
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.These combustion devices are known from DE-PS 28 09 415 and have the purpose of bringing about a thorough mixing of the fuel with the combustion air. This is intended to achieve the most efficient possible combustion of the fuel, with a high level of economy being coupled with the most complete possible combustion of the pollutants of the fuel.
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.In the previously known combustion devices, a burner is held in a housing which is open on its front side, from which fuel emerges during operation of the combustion device. Combustion air continues to flow through the housing during operation of the combustion device. To mix the combustion air well To reach the fuel, a baffle plate is arranged between the flame opening of the housing and the burner from which the fuel emerges, which in turn usually has a central opening and several air gaps.
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.Part of the combustion air reaches the flame through the central opening of the baffle plate, another part through the air gaps in the baffle plate and another part flows to the flame in the gap between the baffle plate and the housing wall.
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 NOx-Gasen begünstigt.In the generic DE-PS 28 09 415, in addition, in a cup-like wall arranged on the baffle plate, additional air slots and inwardly directed air baffles are arranged, which are intended to ensure an intensive circular swirling of the air-fuel mixture. The disadvantage is that the flame is very hot and therefore favors the generation of NO x gases.
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.In order to achieve both a good mixing of the fuel with the combustion air and a recirculation of cool air to the flame, the housing wall at the flame opening is bent inwards in DE-GM 90 03 176.8. However, this embodiment has the disadvantage that the distance between the baffle plate and the bent edge of the housing changes when the baffle plate is moved forwards and backwards together with the burner in order to set the combustion device to different heating outputs. This changes the flow conditions during flame formation and it soot accumulates under unfavorable circumstances.
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.The invention has for its object a u. To create the. By a particularly intensive swirling of combustion air and fuel, in particular by a recirculation on the outside of the flame, a particularly efficient and low-pollutant combustion enables.
Durch Heranführen von zusätzlicher Luft durch die Rezirkulation soll die Verbrennungsflamme besonders kühl gehalten werden, so daß die Entstehung von NOx-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.By introducing additional air through the recirculation, the combustion flame is to be kept particularly cool, so that the generation of NO x gases is drastically reduced. This economical and environmentally compatible combustion should be guaranteed in all operating positions of the combustion device, ie at all possible distances of the baffle plate from the flame opening of the housing.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die Lehre des kennzeichnenden Teiles des Hauptanspruches gelöst.The object underlying the invention is solved by the teaching of the characterizing part of the main claim.
Vorteilhafte Ausführungen sind in den Unteransprüchen erläutert.Advantageous designs are explained in the subclaims.
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 NOx-Gasen gesenkt wird.In other words, there is a combustion device for heating oil u. Like. Proposed, in which the swirl webs are arranged transversely to the flow direction of the fuel-air mixture on a wall which is attached to the baffle plate. This arrangement of the swirl bars has the advantage that the distance from the flame root, which is located at the bottom of the baffle plate, to the swirl bars not changed, even if the baffle plate e.g. B. is shifted axially in the housing when the heating power changes. This ensures that the combustion conditions for the flame are always kept optimal and that the fuel is always swirled well with the combustion air. The recirculation of combustion air in the lateral areas of the flame also lowers the temperature of the flame, so that the formation of toxic NO x gases is reduced.
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.Due to the constant distance between the baffle plate and the swirling webs, the combustion device according to the invention can be adjusted over a wide range under optimal firing conditions, so that favorable firing conditions occur both at high and at particularly low heating loads.
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.
- Fig. 1
- a combustion device is shown in section, in
- Fig. 2
- a sectional view according to the line 2 - 2 is executed and in
- Fig. 3
- is a combustion device according to a further embodiment.
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.Referring to Fig. 1, there is a combustion device for heating oil and. Like. From a housing 1, which narrows conically in its front section. Located at the front end of the housing 1 there is a flame opening 2, from which the flames emerge during operation of the combustion device. Inside the housing 1 there is a
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 8.3, it should be noted that in the exemplary embodiment shown here, the swirling webs are not arranged at the upper end of the
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.For the operation of the proposed combustion device, it must be stated that combustion air is guided through the housing 1 in the direction of the flame opening 2 during operation of the combustion device. Fuel emerges through the nozzle of a burner, not shown, which is held in the
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 NOx-Schadstoffe als bei Vorrichtungen, die mit einer heißeren Flamme arbeiten.The combustion air flowing through the housing 1 passes through the
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.In order to set the combustion device to different heating outputs, the
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.If low heating powers are required, the
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.The
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