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EP1552218A1 - Brenner, insbesondere venturibrenner, mit einem brennkammerrohr - Google Patents

Brenner, insbesondere venturibrenner, mit einem brennkammerrohr

Info

Publication number
EP1552218A1
EP1552218A1 EP03750323A EP03750323A EP1552218A1 EP 1552218 A1 EP1552218 A1 EP 1552218A1 EP 03750323 A EP03750323 A EP 03750323A EP 03750323 A EP03750323 A EP 03750323A EP 1552218 A1 EP1552218 A1 EP 1552218A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
combustion chamber
burner
end wall
tube
burner nozzle
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.)
Granted
Application number
EP03750323A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1552218B1 (de
Inventor
Christian Bäcker
Michael Keppler
Steffen Weber
Felix Wolf
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.)
Webasto SE
Original Assignee
Webasto SE
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 Webasto SE filed Critical Webasto SE
Publication of EP1552218A1 publication Critical patent/EP1552218A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1552218B1 publication Critical patent/EP1552218B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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, e.g. burner cooling means, noise reduction means
    • F23D11/40—Mixing tubes or chambers; Burner heads
    • F23D11/408—Flow influencing devices in the air tube
    • 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, e.g. burner cooling means, noise reduction means
    • F23D11/38—Nozzles; Cleaning devices therefor
    • 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
    • F23D2900/00018—Means for protecting parts of the burner, e.g. ceramic lining outside of the flame tube

Definitions

  • Burner especially Venturi burner, with a combustion chamber tube
  • the invention relates to a burner, in particular a Venturi burner for a mobile heater, with a burner nozzle on an end face of a combustion chamber, a combustion chamber tube which surrounds the combustion chamber, and a combustion chamber end wall which delimits the combustion chamber towards the burner nozzle.
  • the invention further relates to a mobile heater with such a burner.
  • Burners are used in mobile heaters, in particular for use as auxiliary heating in vehicles or airplanes, which convert the energy stored in liquid or gaseous fuels into thermal energy.
  • the burners basically consist of a burner nozzle for spraying and processing the liquid fuel, and a combustion chamber into which the fuel prepared in this way is sprayed. Air is also supplied to the burner nozzle and the combustion chamber for the combustion of the fuel.
  • the burned fuel exits the combustion chamber as exhaust gas into a flame tube and subsequently through a heat exchanger into an exhaust pipe.
  • components of the heater are also arranged on the side of the burner nozzle facing away from the combustion chamber, which components are not exposed to high thermal loads allowed to.
  • Such components can be, for example, electronic components of a control unit of the heater.
  • the area of the combustion chamber must also be hermetically sealed from the environment and a possible escape of fuel gas to the side of the burner nozzle facing away from the combustion chamber must be reliably prevented.
  • a burner with a Venturi nozzle is known from DE 100 19 890 A1, in which a combustion chamber tube surrounding the combustion chamber is designed with double walls with two tube walls at its end region facing the burner nozzle.
  • the two tube walls lie close together and are each provided with a collar at the end.
  • the collar of the inner tube wall is directed towards the burner nozzle, while the collar of the outer tube wall faces away from the burner nozzle and towards an outer housing.
  • the burner nozzle is fastened to the collar of the inner tube wall and the combustion chamber tube itself is fastened to the outer housing with the collar of the outer tube wall.
  • a combustion chamber end wall is formed with the two collars, which is fastened radially on the outside to the outer housing and to which the burner nozzle is fastened radially on the inside.
  • a secure seal In the case of a burner with a Venturi nozzle, a secure seal must be created between the burner nozzle and the combustion chamber end wall.
  • a seal is used between the burner nozzle and the combustion chamber end wall in the burner according to DE 100 19 890 A1. This seal is so large that it also serves as a seal between the combustion chamber end wall (ie the collar of the outer tube wall) and the outer housing radially on the outside. In this way, a hermetic seal can be created in two areas at the same time with the help of a single seal. The seal is used to seal between the inner and the outer tube wall, thus creating an undefined air supply prevented in the combustion chamber.
  • the arrangement according to DE 100 19 890 A1 has the disadvantage, however, that leaks can occur due to dimensional fluctuations in the individual components (in particular the outer housing and the tube walls of the combustion chamber tube).
  • such components which are located on the side of the burner nozzle facing away from the combustion chamber, can only be shielded from the high temperatures in the combustion chamber with greater effort.
  • the invention has for its object to improve a heater of the type mentioned in such a way that it is cheaper to manufacture in the area of its burner and in particular the above-mentioned problems with regard to the sealing of the combustion chamber and with regard to the thermal decoupling of heat-sensitive components of the heater from the burner are overcome.
  • This object is achieved according to the invention with an above-mentioned burner, in which in particular the burner nozzle is held solely on the combustion chamber end wall, the combustion chamber pipe is held solely on its end region facing away from the combustion chamber end wall on an outer pipe, and an annular gap permeable to air is located between the combustion chamber end wall and the outer pipe is trained. Furthermore, the object is achieved with a heater which is equipped with such a burner.
  • the burner nozzle is held solely on the end wall of the combustion chamber, so that a seal can be created there in a simple and effective manner.
  • the combustion chamber tube is solely attached to an outer tube at its end facing away from the burner nozzle. In this area too, a seal can be created in a simple manner, for example by means of a weld seam.
  • the burner nozzle is solely attached to the end of the combustion chamber tube facing away from the burner nozzle via the combustion chamber end wall and the combustion chamber tube. Furthermore, an annular gap is formed between the combustion chamber end wall and the outer housing. In this way, thermal decoupling is created in the area of the combustion chamber end wall. The thermal energy generated in the combustion chamber and transferred to the burner nozzle, the combustion chamber end wall and the combustion chamber tube is therefore transferred in the heater according to the invention only at the end of the combustion chamber tube facing away from the burner nozzle by heat conduction onto the outer tube. Components that are located on the side of the burner nozzle facing away from the combustion chamber are thus better protected against heat input.
  • the burner nozzle is provided with at least one first opening through which primary air can be introduced into the combustion chamber.
  • a first opening serves to improve the atomization of the liquid fuel in the burner nozzle. Due to the arrangement of the burner nozzle according to the invention, the opening is freely accessible for primary air, so that a wide variety of types of air supply channels can be formed on the burner nozzle.
  • the combustion chamber end wall is provided with at least one second opening through which secondary air can be introduced into the combustion chamber.
  • Such a secondary air supply creates a staged combustion air supply with which the quality of the combustion can be improved and thus the overall pollutant emissions of the burner can be reduced.
  • the first and second openings mentioned can be sealed with the arrangement according to the invention particularly advantageously against a common supply of combustion air.
  • the arrangement according to the invention in the region of the combustion chamber forms the prerequisite for the combustion chamber tube to be provided with at least one third opening through which tertiary air can be introduced into the combustion chamber.
  • the quality of the combustion can be further increased in this way.
  • baffle plate is arranged in the combustion chamber and the third opening in the combustion chamber tube is formed in such a way that the baffle plate is cooled with the aid of the tertiary air.
  • a targeted cooling of the baffle plate reduces its temperature during the ' combustion. It is therefore possible that a less temperature-resistant and therefore less expensive material is used for the baffle plate.
  • the arrangement according to the invention can be sealed in a particularly simple manner with respect to the area of the heater facing away from the combustion chamber by arranging a first seal between the burner nozzle and the combustion chamber end wall.
  • This first seal can be made specifically from a temperature-resistant material.
  • the seal can be preassembled when the burner nozzle is mounted on the combustion chamber end wall, so that a tightness check is already possible subsequently. Furthermore, such Assembled unit consisting of burner nozzle and combustion chamber to be tested for its proper function.
  • the outer tube is advantageously held on an outer housing at its end region facing the burner nozzle, and a second seal is arranged between the outer tube and the outer housing.
  • An outer tube held in this way can be washed around the outside by liquid heat transfer medium, for example, and can be cooled in the process.
  • the outer tube is fastened to an outer housing cooled by liquid heat transfer medium.
  • the second seal can be designed specifically from a material that is considerably less temperature-resistant than the first seal mentioned above. Because the first and the second seal are arranged separately from one another according to the invention, dimensional tolerances in the axial direction of the combustion chamber have no effect in the seal concept according to the invention. In addition, thermal expansion of the combustion chamber end wall in the radial direction can be better compensated for.
  • the second seal only needs to be installed in the heater during final assembly of the burner and therefore cannot be damaged during the previous pre-assembly of the burner.
  • a shielding wall can also advantageously be arranged on the outer tube at its end facing the burner nozzle, by means of which components which are arranged on the side of the burner nozzle facing away from the combustion chamber are shielded against heat from the combustion chamber end wall.
  • the shielding wall can be held in a particularly simple manner in the region of the second seal on the outer housing of the heater. It can have flow control devices by means of which the secondary and / or the tertiary air flow can be influenced with regard to the air volume per unit of time.
  • Fig. 1 shows a longitudinal section of a burner in a mobile heater according to the invention.
  • FIG. 1 A mobile heater 10 in the area of a burner 12 is illustrated in FIG. 1.
  • the burner 12 is designed as a Venturi burner and has as essential components a burner nozzle 14 and a cylindrical combustion chamber 16, which is surrounded radially on the outside by a combustion chamber tube 18 and is delimited by a combustion chamber end wall 20 on the end face facing the burner nozzle 14.
  • the burner nozzle 14 is formed with an essentially cylindrical nozzle body 22, in which a plurality of radial channels 24 for supplying primary air into a first opening 26 of the nozzle body 22 are formed at its end region facing away from the combustion chamber 16.
  • the first opening 26 is formed in the central region of the nozzle body 22 and is flared in the direction of the combustion chamber 16.
  • a fuel feed line 28 serves to supply liquid fuel into the first opening 26 of the nozzle body.
  • the nozzle body 22 of the burner nozzle 26 is held solely on the combustion chamber end wall 20, a central opening 30 being formed in the combustion chamber end wall 20 through which the fuel atomized in the first opening 26 can enter the combustion chamber 16.
  • further radial channels 32 are formed on the contact surface with the combustion chamber end wall 20, through which the secondary air leads to second openings 34 in the combustion chamber end wall 20 becomes. The secondary air enters the combustion chamber 16 through these second openings 34 and there leads to a staged combustion with high combustion quality.
  • a first seal 36 made of a heat-resistant material is arranged between the nozzle body 22 and the combustion chamber end wall, by means of which the nozzle body 22 is sealed off from the combustion chamber 16 and at the same time is fastened to the combustion chamber end wall.
  • the combustion chamber end wall 20 is formed as an angled section or as a collar of a tube which forms the combustion chamber tube 18 in its otherwise cylindrical section.
  • the combustion chamber tube 18 is welded to an outer tube 40 at its end region 38 facing away from the combustion nozzle 14.
  • the weld seam surrounds the combustion chamber tube 18 in an annular manner, an essentially annular contact surface being formed between the combustion chamber tube 18 and the outer tube 40, via which only small amounts of thermal energy are transferred from the combustion chamber tube 18 to the outer tube 40.
  • annular gap 42 is formed between the combustion chamber end wall 20 and the outer tube 40, but also between the combustion chamber tube 18 and the outer tube 40, which is particularly for thermal decoupling of the
  • Combustion chamber end wall 20 leads relative to components which are located on the side of the burner nozzle 14 facing away from the combustion chamber 16.
  • Such components can be electronic components, for example, which are not further illustrated in FIG. 1.
  • thermal energy of the nozzle body 22 can only be transferred to the outer tube 40 by heat conduction over the relatively long distance to the end region 38 of the combustion chamber tube 18 facing away from the burner nozzle 14.
  • Tertiary air can also be conducted through the annular gap 42 to third openings 44 are, which are formed approximately axially in the middle of the combustion chamber tube 18 distributed over its circumference.
  • a baffle plate 46 is also held in the combustion chamber tube 18 and is cooled by means of the combustion air supplied through the third openings 44.
  • annular gap 42 leads to a changed sealing concept, which is explained in more detail below.
  • the outer tube 40 is formed at its end region facing away from the burner nozzle 14 with a first collar 48, to which a flame tube 50 is fastened. At its end region facing the burner nozzle 14, the outer tube 40 is provided with a second collar 52 which projects radially outward. This second collar 52 is clamped between a first and a second section 54 or 56 of a housing of the heater 10, which housing is not illustrated.
  • a shielding wall 58 is also clamped between the sections 54 and 56, which projects radially inward in front of the combustion chamber end wall 20 on the side of the combustion chamber end wall 20 facing away from the combustion chamber 16.
  • the shielding wall 58 fastened in such a particularly simple manner serves to shield the above-mentioned components from the heat generated in the combustion chamber 16.
  • the outer tube 40 is surrounded radially on the outside by a heat transfer chamber 60, in which a liquid heat transfer medium flows.
  • a second seal 60 is arranged on the second collar 52 of the outer tube 40, by means of which the outer tube 40 is sealed in the region of the clamping with the sections 54 and 56 of the housing from the heat transfer chamber 62.
  • the second seal 60 is particularly tailored to the requirements of sealing the heat transfer chamber 62 from the space around the burner nozzle 14.
  • the liquid heat transfer medium flowing in the heat transfer chamber 62 must not exit into the area around the burner nozzle 14.
  • the second seal 60 is made of a material that is well fluid-carrying Seals space and at the same time only has to withstand relatively low temperatures.
  • first and second seals 36 and 60 can be optimally sealed regardless of dimensional tolerances on the burner 12, and their material and shape can be optimally adapted to the respective sealing tasks.
  • the materials of the two seals 36 and 60 can each be optimally adapted to the prevailing temperature conditions in the sealing areas.

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Description

Brenner, insbesondere Venturibrenner, mit einem Brennkammerrohr
Hintergrund der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Brenner, insbesondere einen Venturibrenner für ein mobiles Heizgerät, mit einer Brennerdüse an einer Stirnseite einer Brennkammer, einem Brennkammerrohr, das die Brennkammer umschließt, und einer Brennkammerstirnwand, die die Brennkammer zu der Brennerdüse hin begrenzt. Ferner betrifft die Erfindung ein mobiles Heizgerät mit einem solchen Brenner.
Bei mobilen Heizgeräten, insbesondere für die Verwendung als Standheizung bei Fahrzeugen oder Flugzeugen, kommen Brenner zum Einsatz, die die in flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen gespeicherte Energie in Wärmeenergie umwandeln. Die Brenner bestehen grundsätzlich aus einer Brennerdüse zum Einsprühen und Aufbereiten des flüssigen Brennstoffs, und einer Brennkammer, in die der derart aufbereitete Brennstoff eingesprüht wird. Der Brennerdüse und der Brennkammer wird ferner Luft für die Verbrennung des Brennstoffs zugeführt. Aus der Brennkammer tritt der verbrannte Brennstoff als Abgas in ein Flammrohr und nachfolgend durch einen Wärmeübertrager in eine Abgasleitung aus.
Grundsätzlich ist es erwünscht, dass bei der Verbrennung in der Brennkammer ein hohes Maß an Wärmeenergie erzeugt wird. Zugleich sind an der von der Brennkammer abgewandten Seite der Brennerdüse jedoch auch Bauelemente des Heizgeräts angeordnet, die keiner hohen Wärmebelastung ausgesetzt werden dürfen. Solche Bauelemente können beispielsweise elektronische Bauelemente eines Steuergeräts des Heizgeräts sein.
Bei solchen Heizgeräten muss ferner der Bereich der Brennkammer hermetisch gegenüber der Umgebung abgedichtet sein und ein möglicher Austritt von Brenngas auf die von der Brennkammer abgewandte Seite der Brennerdüse muss sicher verhindert sein.
Um eine solche hermetische Abdichtung der Brennkammer zu erreichen ist aus DE 100 19 890 A1 ein Brenner mit einer Venturidüse bekannt, bei dem ein die Brennkammer umgebendes Brennkammerrohr an seinem der Brennerdüse zugewandten Endbereich doppelwandig mit zwei Rohrwänden ausgebildet ist. Die beiden Rohrwände liegen dicht aneinander an und sind am Ende je mit einem Bund versehen. Der Bund der innenliegenden Rohrwand ist zur Brennerdüse hin gerichtet, während der Bund der außenliegenden Rohrwand von der Brennerdüse weg, hin zu einem Außengehäuse gewandt ist. An dem Bund der innenliegenden Rohrwand ist die Brennerdüse befestigt und mit dem Bund der außenliegenden Rohrwand ist das Brennkammerrohr selbst an dem Außengehäuse befestigt. Auf diese Weise ist mit den beiden Bunden eine Brennkammerstirnwand ausgebildet, die radial außen am Außengehäuse befestigt ist und an der radial innen die Brennerdüse befestigt ist.
Bei einem Brenner mit einer Venturidüse muss eine sichere Abdichtung zwischen der Brennerdüse und der Brennkammerstirnwand geschaffen sein. Hierzu ist bei dem Brenner gemäß DE 100 19 890 A1 eine Dichtung zwischen der Brennerdüse und der Brennkammerstirnwand eingesetzt. Diese Dichtung ist derart groß gestaltet, dass sie zugleich radial außen als Abdichtung zwischen der Brennkammerstirnwand (d.h. dem Bund der außenliegenden Rohrwand) und dem Außengehäuse dient. Auf diese weise kann mit Hilfe einer einzigen Dichtung eine hermetische Abdichtung an zwei Bereichen gleichzeitig geschaffen werden. Mit der Dichtung wird zwischen der inneren und der äußeren Rohrwand abgedichtet und so eine Undefinierte Luftzufuhr in die Brennkammer verhindert.
Die Anordnung gemäß DE 100 19 890 A1 weist jedoch den Nachteil auf, dass es aufgrund von Maßschwankungen der einzelnen Bauteile (insbesondere des Außengehäuses und der Rohrwände des Brennkammerrohrs) zu Undichtheiten kommen kann. Darüber hinaus können bei dieser Anordnung solche Bauelemente, die sich auf der von der Brennkammer abgewandten Seite der Brennerdüse befinden, nur mit größerem Aufwand gegenüber den hohen Temperaturen in der Brennkammer abgeschirmt werden.
Zugrundeliegende Aufgabe
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Heizgerät der eingangs genannten Art derart zu verbessern, dass es im Bereich seines Brenners kostengünstiger herzustellen ist und insbesondere die oben genannten Probleme hinsichtlich der Abdichtung der Brennkammer und hinsichtlich der thermischen Entkopplung von wärmeempfindlichen Bauelementen des Heizgeräts gegenüber dem Brenner überwunden sind.
Erfindungsgemäße Lösung
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß mit einem oben genannten Brenner gelöst, bei dem insbesondere die Brennerdüse alleinig an der Brennkammerstirnwand gehaltert ist, das Brennkammerrohr alleinig an seinem von der Brennkammerstirnwand abgewandten Endbereich an einem Außenrohr gehaltert ist und zwischen der Brennkammerstirnwand und dem Außenrohr ein für Luft durchlässiger Ringspalt ausgebildet ist. Ferner ist die Aufgabe mit einem Heizgerät gelöst, das mit einem derartigen Brenner ausgestattet ist.
Durch die erfindungsgemäße Gestaltung ist die oben genannte Dichtproblematik vermieden. Erfindungsgemäß ist die Brennerdüse alleinig an der Brennkammerstirnwand gehaltert, so dass dort in einfacher und zugleich wirkungsvoller weise eine Abdichtung geschaffen sein kann. Daneben ist erfindungsgemäß das Brennkammerrohr alleinig an seinem von der Brennerdüse abgewandten Ende an einem Außenrohr befestigt. Auch in diesem Bereich kann in einfacher weise, beispielsweise durch eine Schweißnaht, eine Abdichtung geschaffen sein.
Darüber hinaus ist aufgrund der erfindungsgemäßen Gestaltung des Brenners die Brennerdüse über die Brennkammerstirnwand und das Brennkammerrohr alleinig an dem von der Brennerdüse abgewandten Ende des Brennkammerrohrs befestigt. Ferner ist zwischen der Brennkammerstirnwand und dem Außengehäuse ein Ringspalt ausgebildet. Auf diese Weise ist eine thermische Entkopplung im Bereich der Brennkammerstirnwand geschaffen. Die Wärmeenergie, die in der Brennkammer erzeugt und auf die Brennerdüse, die Brennkammerstirnwand und das Brennkammerrohr übertragen wird, wird daher bei dem erfindungsgemäßen Heizgerät allein an dem von der Brennerdüse abgewandten Ende des Brennkammerrohrs durch Wärmeleitung auf das Außenrohr übertragen. Damit sind Bauelemente, die sich an der von der Brennkammer abgewandten Seite der Brennerdüse befinden besser gegen Wärmeeintrag geschützt.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Brennerdüse mit mindestens einer ersten Öffnung versehen, durch die Primärluft in die Brennkammer eingeleitet werden kann. Eine solche erste Öffnung dient zur Verbesserung der Zerstäubung des flüssigen Brennstoffs in der Brennerdüse. Die Öffnung ist aufgrund der erfindungsgemäßen Anordnung der Brennerdüse frei für Primärluft zugänglich, so dass an der Brennerdüse verschiedenste Arten von Luftzuführkanälen ausgebildet sein können. Ferner ist es vorteilhaft, dass die Brennkammerstirnwand mit mindestens einer zweiten Öffnung versehen ist, durch die Sekundärluft in die Brennkammer eingeleitet werden kann. Durch eine solche Sekundärluftzufuhr wird eine gestufte Brennluftzufuhr geschaffen, mit der die Qualität der Verbrennung verbessert und damit insgesamt der Schadstoffausstoß des Brenners verringert werden kann. Die genannten ersten und zweiten Öffnungen können mit der erfindungsgemäßen Anordnung besonders vorteilhaft gegenüber einer gemeinsamen Brennluftzufuhr abgedichtet werden.
Darüber hinaus bildet die erfindungsgemäße Anordnung im Bereich der Brennkammer die Vorraussetzung dafür, dass das Brennkammerrohr mit mindestens einer dritten Öffnung versehen ist, durch die Tertiärluft in die Brennkammer eingeleitet werden kann. Die Qualität der Verbrennung kann auf diese Weise weiter gesteigert werden.
Mit der Zufuhr von Tertiärluft ist es ferner möglich, dass in der Brennkammer eine Prallscheibe angeordnet wird und die dritte Öffnung in dem Brennkammerrohr derart ausgebildet wird, dass die Prallscheibe mit Hilfe der Tertiärluft gekühlt wird. Durch eine derart gezielte Kühlung der Prallscheibe wird deren Temperatur während der ' Verbrennung verringert. Daher ist es möglich, dass für die Prallscheibe ein weniger temperaturfestes und damit kostengünstigeres Material verwendet wird.
Die erfindungsgemäße Anordnung kann auf besonders einfache Weise gegenüber dem von der Brennkammer abgewandten Bereich des Heizgeräts abgedichtet werden, indem zwischen der Brennerdüse und der Brennkammerstirnwand eine erste Dichtung angeordnet ist. Diese erste Dichtung kann gezielt aus einem temperaturresistenten Material ausgebildet sein. Die Dichtung kann bei der Montage der Brennerdüse an die Brennkammerstirnwand vormontiert werden, so dass nachfolgend bereits eine Dichtheitskontrolle möglich ist. Ferner kann die derart montierte Baueinheit aus Brennerdüse und Brennkammer bereist auf seine ordnungsgemäße Funktion getestet werden.
Darüber hinaus ist bei dem erfindungsgemäßen Brenner vorteilhaft das Außenrohr an seinem der Brennerdüse zugewandten Endbereich an einem Außengehäuse gehaltert und zwischen dem Außenrohr und dem Außengehäuse ist eine zweite Dichtung angeordnet. Ein derart gehaltertes Außenrohr kann an seiner Außenseite von beispielsweise flüssigem Wärmeträger umspült und dabei gekühlt werden. Mit anderen Worten ist das Außenrohr an einem durch flüssigen Wärmeträger gekühlten Außengehäuse befestigt. Die zweite Dichtung kann gezielt aus einem Material gestaltet sein, dass erheblich weniger temperaturfest ist, als die oben genannte erste Dichtung. Weil die erste und die zweite Dichtung erfindungsgemäß separat voneinander angeordnet sind, wirken sich bei dem erfindungsgemäßen Dichtungskonzept Maßtoleranzen in axialer Richtung der Brennkammer nicht aus. Darüber hinaus können Wärmedehnungen der Brennkammerstimwand in radialer Richtung besser ausgeglichen werden. Die zweite Dichtung braucht erst bei der Endmontage des Brenners in das Heizgerät montiert zu werden und kann daher auch nicht während der vorhergehenden Vormontage des Brenners beschädigt werden.
Bei einem derart erfindungsgemäß gestalteten Brenner kann ferner vorteilhaft an dem Außenrohr an seinem der Brennerdüse zugewandten Ende eine Abschirmwand angeordnet werden, mittels der Bauelemente, die an der von der Brennkammer abgewandten Seite der Brennerdüse angeordnet sind, gegenüber der Brennkammerstirnwand gegen Wärme abgeschirmt sind. Die Abschirmwand kann in besonders einfacher Weise im Bereich der zweiten Dichtung an dem Außengehäuse des Heizgeräts gehaltert sein. Sie kann Strömungsleiteinrichtungen aufweisen, mittels denen der Sekundär- und/oder der Tertiärluftstrom hinsichtlich des Luftvolumens pro Zeiteinheit beeinflusst werden kann. Kυrzbeschreibung der Zeichnung
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Brenners anhand der beigefügten schematischen Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 einen Längsschnitt eines Brenners in einem mobilen Heizgerät gemäß der Erfindung.
Detaillierte Beschreibung des Ausführungsbeispiels
In Fig. 1 ist ein mobiles Heizgerät 10 im Bereich eines Brenners 12 veranschaulicht. Der Brenner 12 ist als Venturibrenner gestaltet und weist als wesentliche Bauelemente eine Brennerdüse 14 sowie eine zylindrische Brennkammer 16 auf, die von einem Brennkammerrohr 18 radial außen umfasst und an der der Brennerdüse 14 zugewandten Stirnseite von einer Brennkammerstirnwand 20 begrenzt ist.
Die Brennerdüse 14 ist mit einem im wesentlichen zylindrischen Düsenkörper 22 gebildet, in dem an seinem von der Brennkammer 16 abgewandten Endbereich mehrere Radialkanäle 24 zum Zuführen von Primärluft in eine erste Öffnung 26 des Düsenkörpers 22 ausgebildet sind. Die erste Öffnung 26 ist im Zentralbereich des Düsenkörpers 22 ausgebildet und in Richtung zur Brennkammer 16 trichterförmig aufgeweitet. Eine Brennstoffzuleitung 28 dient zum Zuführen von flüssigem Brennstoff in die erste Öffnung 26 des Düsenkörpers.
Der Düsenkörper 22 der Brennerdüse 26 ist alleinig an der Brennkammerstirnwand 20 gehaltert, wobei in der Brennkammerstirnwand 20 eine zentrale Öffnung 30 ausgebildet ist, durch die der in der ersten Öffnung 26 zerstäubte Brennstoff in die Brennkammer 16 eintreten kann. In dem Düsenstock 22 sind an der Anlagefläche zur Brennkammerstirnwand 20 weitere Radialkanäle 32 ausgebildet, durch 30 die Sekundärluft zu zweiten Öffnungen 34 in der Brennkammerstirnwand 20 geführt wird. Die Sekundäriuft tritt durch diese zweiten Öffnungen 34 in die Brennkammer 16 ein und führt dort zu einer gestuften Verbrennung mit hoher Brennqualität.
Zwischen dem Düsenkörper 22 und der Brennkammerstirnwand ist eine erste Dichtung 36 aus einem wärmeresistenten Material angeordnet, mittels der der Düsenkörper 22 gegenüber der Brennkammer 16 abgedichtet und zugleich an der Brennkammerstirnwand befestigt ist.
Die Brennkammerstirnwand 20 ist als ein abgewinkelter Abschnitt bzw. als Bund eines Rohres gebildet, das in seinem ansonsten zylindrischen Abschnitt das Brennkammerrohr 18 bildet. Das Brennkammerrohr 18 ist an seinem von der Brenndüse 14 abgewandten Endbereich 38 mit einem Außenrohr 40 verschweißt. Die Schweißnaht umgibt das Brennkammerrohr 18 ringförmig, wobei zwischen dem Brennkammerrohr 18 und dem Außenrohr 40 eine im wesentlichen ringförmige Anlagefläche ausgebildet ist, über die nur geringe Wärmeenergiemengen von dem Brennkammerrohr 18 auf das Außenrohr 40 übergeleitet werden.
Auf diese Weise ist zwischen der Brennkammerstirnwand 20 und dem Außenrohr 40, aber auch zwischen dem Brennkammerrohr 18 und dem Außenrohr 40 ein Ringspalt 42 ausgebildet, der insbesondere zur thermischen Entkopplung der
Brennkammerstirnwand 20 gegenüber solchen Bauelementen führt, die sich an der von der Brennkammer 16 abgewandten Seite der Brennerdüse 14 befinden. Solche Bauelemente können beispielsweise elektronische Bauelemente sein, die in der Fig. 1 nicht weiter veranschaulicht sind. Bei der gestalteten thermischen Entkopplung ist insbesondere zu beachten, dass Wärmeenergie des Düsenkörpers 22 durch Wärmeleitung nur über den verhältnismäßig weiten Weg zu dem von der Brennerdüse 14 abgewandten Endbereich 38 des Brennkammerrohrs 18 auf das Außenrohr 40 übergeleitet werden kann.
Durch den Ringspalt 42 kann ferner Tertiärluft zu dritten Öffnungen 44 geleitet werden, die etwa axial in der Mitte des Brennkammerrohrs 18 über dessen Umfang verteilt ausgebildet sind. Im Brennkammerrohr 18 ist darüber hinaus eine Prallscheibe 46 gehaltert, die mittels der durch die dritten Öffnungen 44 zugeführten Brennluft gekühlt wird.
Darüber hinaus führt der Ringspalt 42 zu einem veränderten Dichtungskonzept, das nachfolgend genauer erläutert wird.
Das Außenrohr 40 ist an seinem von der Brennerdüse 14 abgewandten Endbe- reich mit einem ersten Bund 48 ausgebildet, an dem ein Flammrohr 50 befestigt ist. An seinem der Brennerdüse 14 zugewandten Endbereich ist das Außenrohr 40 mit einem zweiten Bund 52 versehen, der radial nach außen absteht. Dieser zweite Bund 52 ist zwischen einem ersten und einem zweiten Abschnitt 54 bzw. 56 eines weiter nicht veranschaulichten Gehäuses des Heizgeräts 10 geklemmt.
Im Bereich der Klemmung des zweiten Bunds 52 ist ferner eine Abschirmwand 58 zwischen den Abschnitten 54 und 56 geklemmt, die an der von der Brennkammer 16 abgewandten Seite der Brennkammerstirnwand 20 radial nach innen vor die Brennkammerstirnwand 20 ragt. Die derart auf besonders einfache Weise befestigt Abschirmwand 58 dient zum Abschirmen der oben genannten Bauelemente gegenüber der in der Brennkammer 16 entstehenden Wärme. Das Außenrohr 40 ist radial außen von einem Wärmeträgerraum 60 umgeben, in dem ein flüssiger Wärmeträger strömt. Am zweiten Bund 52 des Außenrohrs 40 ist eine zweite Dichtung 60 angeordnet, mittels der das Außenrohr 40 im Bereich der Klemmung mit den Abschnitten 54 und 56 des Gehäuses gegenüber dem Wärmeträgerraum 62 abgedichtet ist. Die zweite Dichtung 60 ist besonders auf die Anforderungen des Abdichtens des Wärmeträgerraums 62 gegenüber dem Raum um die Brennerdüse 14 herum abgestimmt. Der in dem Wärmeträgerraum 62 strömende flüssige Wärmeträger darf nicht in den Bereich um die Brennerdüse 14 austreten. Die zweite Dichtung 60 ist aus einem Material hergestellt, dass gut einen flüssigkeitsführenden Raum abdichtet und zugleich nur verhältnismäßig geringen Temperaturen standhalten muss.
Durch die oben beschriebene Gestaltung können die erste und die zweite Dich- tung 36 bzw. 60 unabhängig von Maßtoleranzen am Brenner 12 optimal abdichten und dabei ihr Material und ihre Form an die jeweils vorliegenden Dichtaufgaben optimal angepasst sein. Insbesondere können die Materialien der beiden Dichtungen 36 und 60 jeweils optimal an die vorherrschenden Temperaturbedingungen in den Dichtbereichen angepasst sein.
Bezugszeichenliste
10 Heizgerät
12 Brenner in Gestalt eines Venturibrenners 14 Brennerdüse
16 Brennkammer
18 Brennkammerrohr
20 Brennkammerstirnwand
22 Düsenkörper 24 Radialkanal
26 erste Öffnung
28 Brennstoffzuleitung
30 zentrale Öffnung in der Brennkammerstirnwand
32 Radialkanal 34 zweite Öffnung
36 erste Dichtung
38 von der Brenndüse abgewandter Endbereich
40 Außenrohr
42 Ringspalt 44 dritte Öffnung
46 Prallscheibe
48 erster Bund des Außenrohrs
50 Flammrohr
52 zweiter Bund des Außenrohrs 54 erster Abschnitt eines Gehäuses
56 zweiter Abschnitt eines Gehäuses
58 Abschirmwand
60 zweite Dichtung
62 Wärmeträgerraum

Claims

Ansprüche
1. Brenner (12), insbesondere Venturibrenner für ein mobiles Heizgerät (10), mit einer Brennerdüse (14) an einer Stirnseite einer Brennkammer (16), einem Brennkammerrohr (18), das die Brennkammer (16) umschließt, und einer Brennkammerstirnwand (20), die die Brennkammer (16) zu der Brennerdüse (14) hin begrenzt, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennerdüse (14) alleinig an der Brennkammerstirnwand (20) gehaltert ist, das Brennkammerrohr (18) alleinig an seinem von der Brennkammerstirnwand (20) abgewandten Endbereich (38) an einem Außenrohr (40) gehaltert ist und zwischen der Brennkammerstirnwand (20) und dem Außenrohr (40) ein für Luft durchlässiger Ringspalt (42) ausgebildet ist.
2. Brenner nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Brennerdüse (14) mit mindestens einer ersten Öffnung (26) versehen ist, durch die Primärluft in die Brennkammer (16) eingeleitet werden kann.
Brenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkammerstirnwand (20) mit mindestens einer zweiten Öffnung (34) versehen ist, durch die Sekundärluft in die Brennkammer (16) eingeleitet werden kann.
Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Brennkammerrohr (18) mit mindestens einer dritten Öffnung (44) versehen ist, durch die Tertiärluft in die Brennkammer (16) eingeleitet werden kann.
5. Brenner nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Brennkammer (16) eine Prallscheibe (46) angeordnet ist und die dritte Öffnung (44) in dem Brennkammerrohr (18) derart ausgebildet ist, dass die Prallscheibe (46) mit Hilfe der Tertiärluft gekühlt werden kann.
6. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Brennerdüse (14) und der Brennkammerstirnwand (20) eine erste Dichtung (36) angeordnet ist.
7. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Außenrohr (40) an seinem der Brennerdüse (14) zugewandten Endbereich an einem Außengehäuse (54, 56) gehaltert ist und zwischen dem Außenrohr (40) und dem Außengehäuse (54, 56) eine zweite Dichtung (60) angeordnet ist.
8. Brenner nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Außenrohr (40) an seinem der Brennerdüse (14) zugewandten Ende eine Abschirmwand (58) angeordnet ist, mittels der Bauelemente, die an der von der Brennkammer (16) abgewandten Seite der Brennerdüse (14) angeordnet sind, gegenüber der Brennkammerstirnwand (20) gegen Wärme abgeschirmt sind.
9. Mobiles Heizgerät (10) mit einem Brenner (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
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