DE4105936C2

DE4105936C2 - Combustion device for heating oil

Info

Publication number: DE4105936C2
Application number: DE4105936A
Authority: DE
Inventors: Hartmut Dipl Ing Nohren; Andreas Walter
Original assignee: Interdomo & Co GmbH
Current assignee: Interdomo & Co GmbH
Priority date: 1991-02-26
Filing date: 1991-02-26
Publication date: 1994-11-03
Anticipated expiration: 2011-02-27
Also published as: ATE133489T1; EP0501209A3; EP0501209A2; EP0501209B1; DE4105936A1; DE59205135D1

Abstract

The invention relates to a combustion device for heating oil and the like, in which, for the purpose of reducing the NOx gas content, passage openings are arranged in the wall of the baffle plate and the wall has swirl webs directed into the interior of the housing. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbrennungseinrichtung für Heizöl gemäß dem Oberbegriff des Hauptan spruches.The invention relates to a combustion device for heating oil according to the preamble of the main an saying.

Derartige Verbrennungseinrichtungen sind aus der DE-PS 28 09 415 bekannt und haben den Zweck, eine möglichst intensive Durchmischung des Brennstoffes mit der Verbrennungsluft herbeizuführen. Dadurch soll eine effiziente Verbrennung bei kleinem Brenn stoffdurchsatz erreicht werden, wobei eine hohe Wirtschaftlichkeit mit einem verminderten Gehalt an Ruß im Abgas gekoppelt sein soll. Bei dieser Ver brennungseinrichtung ist zwischen der Flammöffnung des Gehäuses und der Brennstoffdüse eine Stau scheibe angeordnet, die eine mittlere Öffnung und mehrere Luftspalten aufweist. Ein Teil der Ver brennungsluft 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, und zwar über in einer auf der Stauscheibe angeordneten becherartigen Wandung ausgebildete zusätzliche Luftschlitze mit nach innen gerichteten Luftleit blechen. Letztere sollen eine intensive zirkuläre Verwirbelung des Brennstoff-Luft-Gemisches sicher stellen. Nachteilig ist, daß die entstehende Flamme sehr heiß ist und daher die Entstehung von NO_x begünstigt. Such 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 efficient combustion with a low fuel throughput, with a high level of economy coupled with a reduced content of soot in the exhaust gas. In this Ver combustion device, a baffle plate is arranged between the flame opening of the housing and the fuel nozzle, which has a central opening and several air gaps. A part of the combustion air passes through the central opening of the baffle plate to the flame, another part through the air gaps in the baffle plate and another part flows into the gap between the baffle plate and the housing wall to the flame, specifically in an arranged on the baffle plate cup-shaped wall formed additional louvers with inwardly directed air baffle. The latter are intended to ensure an intensive circular swirling of the fuel-air mixture. The disadvantage is that the flame is very hot and therefore favors the formation of NO _x .

Um sowohl eine gute Vermischung des Brennstoffes mit der Verbrennungsluft, als auch eine Rezirku lation relativ kühler Verbrennungsgase zusammen mit unverbranntem Sauerstoff zur Außenseite der Flamme zu erreichen, wird an dem aus dem DE-GM 90 03 176 bekannten Brenner die Gehäusewandung an der Flamm öffnung 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 der Brennerlanze zusammen vor- bzw. zurückbewegt wird, um den Brenner auf unterschiedliche Heizleistungen einzustellen. Dadurch ändern sich die Strömungs bedingungen bei der Flammenbildung und es kommt unter ungünstigen Umständen zur Rußablagerung.To both good mixing of the fuel with the combustion air, as well as a recirculation lation of relatively cool combustion gases together with unburned oxygen to the outside of the flame to achieve, is from the DE-GM 90 03 176 known burner the housing wall on the flame opening curved inwards. This version has however, the disadvantage that the distance between the baffle plate and the bent edge of the Housing changed when the baffle plate with the Burner lance is moved back and forth together to the burner to different heating outputs adjust. This changes the flow conditions in flame formation and it comes to deposit soot under unfavorable circumstances.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Verbrennungseinrichtung für Heizöl zu schaffen, die durch eine intensive Verwirbelung von Verbrennungsluft und Brennstoff und durch eine Rezirkulation von Verbrennungsgasen aus dem Brenn raum eine besonders effiziente und gleichzeitig schadstoffarme Verbrennung ermöglicht.The invention has for its object a Generic combustion device for heating oil to create that through intense swirling of combustion air and fuel and through a Recirculation of combustion gases from the burner space a particularly efficient and at the same time low-pollution combustion enables.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch die Lehre des kennzeichnenden Teiles des Hauptanspruches gelöst.The object underlying the invention will through the teaching of the characteristic part of the Main claim solved.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen erläutert.Advantageous embodiments of the invention are shown in the subclaims explained.

Bei der vorgeschlagenen Verbrennungseinrichtung für Heizöl sind die Verwirbelungsstege unter Erzeugung einer Sogwirkung auf die Verbrennungsgase in die Strömung des Brennstoff-Luft-Gemisches hineinra gend an der Wandung angeordnet, die an der Stau scheibe befestigt ist. Diese Anordnung der Ver wirbelungsstege hat den Vorteil, daß sich der Ab stand von der Flammwurzel, die sich am Boden der Stauscheibe befindet, bis zu den Verwirbelungs stegen 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 Verbrennungs luft erfolgt. Durch die Rezirkulation von Verbren nungsgasen in den Lateralbereichen der Flamme wird zudem die Temperatur der Flamme herabgesetzt, so daß die Bildung von giftigem NO_x gemindert wird.In the proposed combustion device for heating oil, the swirl webs are arranged to produce a suction effect on the combustion gases in the flow of the fuel-air mixture in the wall, which is attached to the baffle plate. This arrangement of Ver Verbelungsstege has the advantage that the Ab stood from the flame root, which is located at the bottom of the baffle plate to the swirling webs not changed, even if the baffle plate z. B. is shifted axially in the housing when the heating power changes. This ensures that the burning conditions for the flame are always kept optimal and there is always a good swirling of the fuel with the combustion air. The recirculation of combustion gases in the lateral areas of the flame also lowers the temperature of the flame, so that the formation of toxic NO _{x is} reduced.

Dies ist in allen Betriebsstellungen der Ver brennungseinrichtung gewährleistet, d. h. bei allen möglichen Abständen der Stauscheibe von der Flammöffnung des Gehäuses.This is in all operating positions of the Ver combustion device guaranteed, d. H. at all possible distances of the baffle plate from the Flame opening of the housing.

Durch den immer gleichbleibenden Abstand der Stau scheibe zu den Verwirbelungsstegen kann die Ver brennungseinrichtung gemäß der Erfindung also 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 traffic jams the ver combustion device according to the invention can be adjusted over a wide range so that favorable firing conditions both at high and occur with a particularly low heating load.

Anschließend soll ein Ausführungsbeispiel der Er findung anhand der Figuren erläutert werden, wobei inThen an embodiment of the Er be explained with reference to the figures, wherein in

Fig. 1 eine Verbrennungseinrichtung im Längsschnitt dargestellt ist, in Fig. 1 shows a combustion device in longitudinal section, in

Fig. 2 ein Schnittbild gemäß der Linie 2-2 in Fig. 1 ausgeführt ist und in Fig. 2 is a sectional view taken along the line 2-2 in Fig. 1 and in

Fig. 3 eine Verbrennungseinrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsmöglich keit dargestellt ist. Fig. 3 shows a combustion device according to another embodiment possible speed.

Bezugnehmend auf Fig. 1 besteht eine Verbrennungs einrichtung für Heizöl aus einem Gehäuse 1, welches sich in seinem vorderen Abschnitt konisch verengt. Am vorderen Ende des Gehäuses 1 befindet sich eine Flammöffnung 2, aus der bei Betrieb der Verbren nungseinrichtung die Flammen heraustreten. Im Inneren des Gehäuses 1 befindet sich eine Halte vorrichtung 6, die eine Brennstoffdüse (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 Außen umfang eine Wandung 5, auf der wiederum Durchtritts öffnungen 7 für Verbrennungsluft angeordnet sind. Aus der Schnittdarstellung gemäß Fig. 1, 2 wird deutlich, daß der obere Bereich der Wandung 5 mit tels Stegen 10 an dem unteren Bereich der Wandung 5 befestigt ist.Referring to Fig. 1 comprises a combustion device for fuel oil of a housing 1, which narrows conically in its front portion. 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 fuel nozzle (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 a plurality of air gaps. The baffle plate 3 carries on its outer circumference a wall 5 , on the passage openings 7 for combustion air are in turn arranged. From the sectional view of Fig. 1, 2, it is apparent that the upper region of the wall 5 is attached with means of webs 10 at the lower portion of the wall 5.

Bezugnehmend auf Fig. 3 ist zu bemerken, daß in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel die Verwirbe lungsstege 8 nicht an dem oberen Ende der Wandung 5 angeordnet sind, sondern weiter unterhalb. Weiterhin befinden sich die Durchtrittsöffnungen 7, im Gegen satz zu Fig. 1, direkt unterhalb der Verwirbelungs stege 8.Referring to Fig. 3 it should be noted that in the embodiment shown here, the Verwirbe treatment webs 8 are not arranged at the upper end of the wall 5 , but further below. Furthermore, the passage openings 7 , in contrast to FIG. 1, directly below the swirl webs 8th

Im Betrieb der Verbrennungseinrichtung wird Ver brennungsluft durch das Gehäuse 1 in Richtung der Flammöffnung 2 geführt. Durch die nicht dargestell te Brennstoffdüse, die in der Haltevorrichtung 6 gehalten wird, tritt Brennstoff aus und vermischt sich mit der Verbrennungsluft.In operation of the combustion device, Ver combustion air is guided through the housing 1 in the direction of the flame opening 2 . Through the not shown te fuel nozzle, which is held in the holding device 6 , fuel escapes and mixes with the combustion air.

Die durch das Gehäuse 1 strömende Verbrennungsluft gelangt durch die mittlere Öffnung 4, durch die Luftspalten innerhalb der Stauscheibe 3 und durch die Durchtrittsöffnungen 7 in den Bereich hinter der Stauscheibe 3, in dem sich die Flammenwurzel ausbildet. Durch die verschiedenen Strömungswege findet eine intensive Durchmischung des Brenn stoff-Luft-Gemisches statt. Eine zusätzliche Durch mischung findet durch die Verwirbelungsstege 8 statt, hinter denen sich ein Sog ausbildet. Diese Sogwirkung hat den Effekt, daß sich eine Rezirku lation ausbildet, die relativ kühle Verbrennungs gase zur Außenseite der Flamme führt. Dadurch wird die Flamme gekühlt und aufgrund der geringeren Temperatur bildet sich weniger NO_x.The combustion air flowing through the housing 1 passes through the central opening 4 , through the 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 swirling webs 8 , behind which a suction is formed. This suction effect has the effect that a recirculation is formed which leads to relatively cool combustion gases to the outside of the flame. This cools the flame and less NO _x is formed due to the lower temperature.

Um die Verbrennungseinrichtung auf verschiedene Heizleistungen einzustellen, ist die Haltevorrich tung 6 mitsamt der darin gehaltenen Brennstoffdüse und der Stauscheibe 3 axial in dem Gehäuse 1 hin- und herbewegbar.In order to adjust the combustion device to different heating powers, the holding device 6 together with the fuel nozzle held therein and the baffle plate 3 can be moved axially back and forth in the housing 1 .

Wenn geringe Heizleistungen gefordert sind, wird die Stauscheibe 3 nach vorne in Richtung der Flammöff nung 2 verschoben, so daß die Durchtrittsöffnungen 7 entweder ganz oder teilweise von der Wandung des Gehäuses 1 verdeckt werden. Dadurch wird die Luft strömung durch die Durchtrittsöffnungen 7 teilweise oder ganz unterbunden. Damit die Durchtrittsöff nungen 7 bei ganz vorgeschobener Stauscheibe 3 ganz zu schließen sind, liegt die Wandung 5 der Stau scheibe 3 eng an der Innenwand eines bestimmten Bereiches des Gehäuses 1 an. In den dargestellten Figuren befindet sich dieser Bereich im unmittel baren Bereich der Flammöffnung 2 hinter dem Ver engungsbereich des Gehäuses 1.If low heating powers are required, the baffle plate 3 is moved forward in the direction of the Flammöff 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 openings 7 is partially or completely prevented. Are thus the Durchtrittsöff voltages close to 7, at all pushed forward baffle plate 3 entirely, is the wall 5 of the baffle plate 3 closely to the inner wall of a particular region of the housing 1. In the figures shown, this area is in the immediate area of the flame opening 2 behind the constriction area of the housing 1 .

In den Zeichnungen sind Stauscheibe 3 und Wandung 5 als Kreisring dargestellt. Die Stauscheibe 3 kann beispielsweise auch als Viereck ausgeführt werden.In the drawings, baffle plate 3 and wall 5 are shown as a circular ring. The baffle plate 3 can also be designed as a square, for example.

Claims

1. Combustion device for heating oil with a conically tapered housing ( 1 ) in its front section, which has a flame opening ( 2 ) on its end face, through which combustion air can be conducted in the direction of the flame opening ( 2 ), the device in a holding device ( 6 ) receives a fuel nozzle and which has a baffle plate ( 3 ) between the fuel nozzle and the flame opening ( 2 ), which has a central opening ( 4 ) and several air gaps and on the side facing the flame opening ( 2 ) has a wall ( 5 ) carries, in the passage openings ( 7 ) for combustion air are arranged and in the interior of the housing ( 1 ) directed swirl webs ( 8 ), the fuel nozzle in the holding device ( 6 ) and the baffle plate ( 3 ) axially in the housing ( 1 ) can be moved back and forth, characterized in that the swirling webs ( 8 ) are arranged downstream above the passage openings ( 7 ) in such a way that that an external recirculation of combustion gases takes place by suction.

2. Combustion device according to claim 1, characterized in that the intermingling webs ( 8 ) are arranged on the upper edge of the wall ( 5 ).

3. Combustion device according to claim 1 or 2, characterized in that the inner diameter of the flame opening ( 2 ) substantially corresponds to the outer diameter of the wall ( 5 ) of the baffle plate ( 3 ).

4. Combustion device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the passage openings ( 7 ) are arranged in the upper region of the wall ( 5 ).

5. Combustion device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the through openings ( 7 ) at least partially in the direction of the flame opening ( 2 ) advanced baffle plate ( 3 ) by the Ge housing ( 1 ) are covered, the foremost area consists of housing walls running parallel to each other.