Brenneranordnung zur Verbrennung flüssiger Brennstoffe

Abstract

 Die Anmeldung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Brenners im Bereiche stöchiometrischer Verbrennung, bei dem flüssiger Brennstoff und Verbrennungaluft in einem im wesentlichen konstanten Verhältnis in einer Misch- und Zer stäubungskammer zusammengeührt werden, wobei aufgrund der Luftführung und -dosierung dort ein Zyklon ausgebildet wird, wobei der entstehende Unterdruck den Brennstoff in die genannte Kammer einsaugt. Die Regelung der Brennerleistung kann ausschließlich durch die Dosierung der in die Misch- und Zerstäubungskammer eingeführten Luft erfolgen.
Die Brenneranordnung gemäß Erfindung besitzt eine von einem Mantel umschlossene Misch- und Zerstäubungskammer, in die der Brennstoffstrahl gelangt, mit wenigstens einer Öffnung, durch die die Verbrennungsluft der Misch- und Zerstäubungskammer zuführbar ist. Eine Brennstoffpumpe ist üblicherweise nicht vorgesehen. Die Öffnungen zur Zuführung der Verbrennungstuft sind in den Mantel der Misch- und Zerstäubungskammer eingearbeitet und gestatten eine Luftführung, bei der ein Zyklon innerhalb der genannten Kammer ausgebildet wird.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betrieb eines Brenners im Bereiche stöchiometrischer Verbrennung, bei dem flüssiger Brennstoff und Verbrennungsluft in einem im wesentlichen konstanten Verhältnis in einer Misch- und Zerstäubungskammer zusammengeführt werden, wobei aufgrund der Luftführung und -dosierung dort ein Unterdruck herstellbar ist, mit dessen Hilfe Brennstoff in die genannte Kammer eingesaugt wird. Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Brenneranordnung zur Durchführung des Verfahrens.

[0002] Es ist eine Brennerkonstruktion bekannt (Niepenberg, Industrie-ölfeuerungen, Verlag Gustav Kopf & Co., Stuttgart, 2. Aufl.; 1973), bei dem eine zweistufige Luftzufuhr zum Öl angewandt ist. Das Öl gelangt durch Anwendung einer Injektorkonstruktion an einer Stelle mit Unterdruck in den zentralen Luftstrom, wird also durch die Luft angesaugt. Mit der zeitlich zugeführten Luftmenge kann gleichzeitig die angesaugte ölmenge variiert werden. Nach der genannben Literaturangabe läßt sich auch über einen bestimmten Brennerregelbereich das Verhältnis von öl zu Luft konstant halten. Bei dem bekannten Brenner wird nach dem Venturi-System durch die Luftführung ein Unterdruck erzeugt, in dessen Bereich der angesaugte Brennstoff eingelassen wird. Soweit aus der Literatur ersichtlich, muß der Brennstoff über eine Injektorkonstruktion herangeführt werden. Durch die hohe Luftgeschwindigkeit im Bereich der Düsenmündung erstreckt sich die Verbrennungsstrecke relativ lang, während in vielen Fällen die Flamme relativ kurz sein soll.

[0003] Es stellt sich demnach die Aufgabe, einen Brenner der eingangs beschriebenen Art dahingehend zu verbessern, daß von der Konstruktion her keine Zerstäubungsdüse für den Brennstoff erforderlich ist, wobei trotzdem eine im wesentlichen stöchiometrische Verbrennung möglich ist. Die Verbrennung soll auf einer relativ kleinen Strecke stattfinden. Vernebelung und Vergasung müssen deshalb unter weitgehender Zerschlagung der Brennstoffteilchen in einem begrenzbaren Volumen stattfinden, so daß sich möglichst eine blaue Flamme ausbildet. Die dazu erforderliche Energie soll möglichstgering sein. Außerdem sollen Regelungsmöglichkeiten für den Betrieb des Brenners gegeben sein.

[0004] Diese Aufgaben werden bei Anwendung eines Verfahrens zum Betrieb eines Brenners gelöst, bei dem die Luft so geführt ist, daß sie innerhalb der Misch- und Zerstäubungskammer einen Zyklon ausbildet und bei dem der Brennstoff im Bereich der Achse des Zyklons eingeleitet wird.

[0005] Unter"Zyklon" soll hierbei eine Luftbewegung verstanden werden, die kreisförmig ist, wobei aufgrund der Fliehkräfte eine geringfügige Luftverdichtung zum Rand der Mischkammer hin erfolgt. Aufgrund dieser Luftführung ergibt sich überraschenderweise ein Unterdruck im Inneren des Zyklons, der dazu benutzt werden kann, den Brennstoff anzusaugen. Der Brenner benötigt demnach keine Brennstoffpumpe. Dazu ist lediglich erforderlich, daß der Brennstoff im ` Bereich der Achse des Zyklons eingeleitet wird, da hier der Unterdruck erfahrungsgemäß seinen Höchstwert erreicht.

[0006] Der eingeführte Brennstoff, der vorzugsweise in einem kompakten Strahl, jedoch auch leicht zerstäubt zugeführt werden kann, wird durch die Turbulenzen innerhalb der Luftbewegung sofort zerrissen und in feinste Teilchen aufgeteilt und bei entsprechenden Temperaturverhältnissen rußfrei verbrannt. Vorteilhaft ist dabei, wenn der Brennstoff im wesentlichen als kompakter Strahl mit einem Strahldurchmesser von 0,5 bis 2,0 mm zugeleitet wird. Dabei sei der in der Misch- und Zerstäubungskammer erzeugbare Unterdruck im Bereich des Düseneinlasses zwischen - 0,03 und - 0,15 bar gelegen.

[0007] Ferner hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Geschwindigkeitskomponente senkrecht zur Brennstoffstrahlachse der Relativgeschwindigkeit des Luftstromes bei Eintritt in die Mischkammer etwa zwischen 40 und 250 m/sec. beträgt. Dabei wird diese Geschwindigkeit allerdings nicht direkt gemessen, sondern aufgrund von Messungen der Größen Q, A aus der nachfolgenden Gleichung ermittelt:

v =

v = Geschwindigkeit

Q = Menge an Luft in der Zeiteinheit;

A = Querschnittsfläche

[0008] Unter einer "stöchiometrischen Verbrennung" im Sinne der Erfindung wird eine solche verstanden, bei der weder Ruß (gemessen nach BACHARRACH: Rußzahl 0), noch ein nennenswerter Sauerstoffanteil der Verbrennungsgase auftritt (Sauerstoffgehalt in der Größenordnung 0,01 bis 0,1 %). Je nach den Erfordernissen kann das Brennverfahren auch unter- oder überstöchiometrisch durchgeführt werden, ohne daß es zur Rußbildung kommt.

[0009] Unter "flüssigen Brennstoffen" werden insbesondere Heizöle verstanden. Hierbei kann es sich um Heizöle EL, L oder S handeln. Die entsprechenden Viskositätswerte sind gemäß DIN festgelegt. Bei den ölen sinkt die Viskosität mit Erwärmung stark ab, so daß u. U. aus einem schweren Heizöl durch Erwärmung ein solches mit Viskositätseigenschaften eines mittelschweren Heiz- öles werden kann. Es eignen sich zur Verbrennung jedoch auch andere Stoffe, wie Alkohole, niedrig siedende Aliphate oder Aromate.

[0010] Vorzugsweise wird bei der Durchführung des Verfahrens die gesamte Verbrennungsluft auch als Zerstäubungsmedium eingesetzt, um deren Energiegehalt möglichst vollständig zu nutzen. Damit läßt sich auch erreichen, daß nur ein relativ geringer Luftdruck für die einströmende Verbrennungsluft eingehalten werden muß. Als weiterer, bedeutender Vorteil ist anzusehen, daß die Brennstoffteilchen mit der Luft völlig homogen durchmischt sind und damit eine sehr kurze Ausbrennzeit erreicht wird. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht weiterhin, daß über weite Lastbereiche stöchiometrisch eine Verbrennung durchgeführt werden kann. Die Steuerung der Leistung kann dabei einfach dadurch durchgeführt werden, daß die zeitlich zugeführte Verbrennungsluftmenge durch Steuerung der Antriebsleitung des zugehörigen Ventilators verändert wird. Damit kann dem Verfahren eine sehr einfache Regelmöglichkeit zugrundegelegt werden.

[0011] Die Brenneranordnung zur Durchführung des Verfahrens besitzt eine Eintrittsöffnung, der eine von einem Mantel umschlossene Misch- und Zerstäubungskammer nachgeordnet ist, in die der Brennstoffstrahl gelangt. Sie besitzt weiterhin wenigstens eine Öffnung, durch die die Verbrennungsluft der Misch- und Zerstäubungskammer zuführbar ist. Diese Merkmale finden sich auch bei dem eingangs genannten-Stand der Technik.

[0012] Die Brenneranordnung gemäß Erfindung unterscheidet sich von dem Stand der Technik dahingehend, daß die Öffnung bzw. die Öffnungen zur Zuführung der Verbrennungsluft in den Mantel der Misch- und Zerstäubungskammer eingearbeitet sind und eine Luftführung gestatten, bei der ein Zyklon innerhalb der Misch- und Zerstäubungskammer ausgebildet wird, und daß die Eintrittsöffnung für den Brennstoff zentrisch an der Stirnseite der Kammer angeordnet ist.

[0013] üblicherweise wird die Luftführung zur Erzeugung eines Zyklons dadurch ermöglicht, daß die Zuführungsöffnungen schräg eingeschnitten sind, so daß ein Zuluftstrom tangential zu einem imaginären Kreis innerhalb der Mischkammer erfolgt und den Mischkammer-Inhalt in eine Drehung versetzt. Es ist jedoch auch möglich, entsprechend gestaltete Luftleitbleche oder Prallkörper zu verwenden, die den gleichen Effekt hervorrufen. Die Eintrittsöffnung für den Brennstoff ist "zentrisch" angeordnet; diese Wortwahl beinhaltet auch, daß von der exakten Zentrumslage abgewichen werden kann oder daß auch mehrere öffnungen vorzusehen sind. Wesentlich ist, daß der Brennstoff im Bereich des stärksten Unterdruckes zugeführt wird, um eine möglichst exakte hohe Fließgeschwindigkeit einhalten zu können.

[0014] Vorzugsweise besitzt der Mantel der Misch- und Zerstäubungskammer eine zylindrische Innenwand, bei der über Umfang und Länge verteilt einzelne Bohrungen oder Schlitze als Öffnungen vorgesehen sind, wobei über den Umfang des Mantels verteilt in rotationssymmetrischer Anordnung drei bis zwanzig, vorzugsweise zwölf Bohrungen oder Schlitze verteilt sind.

[0015] Die Misch- und Zerstäubungskammer mündet entweder direkt in den zu erwärmenden Raum eines Heizkessels oder in einen von einem Brennermantel umgebenen Raum. In beiden Fällen hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die lichte Weite der Misch- und Zerstäubungskammer von den Brennstoffdüsen bzw. von der Brennstoffdüse bis zum Übergang in die Verbrennungskammer querschnittsgleich ist. Da der Brennstoff nicht zerstäubt, sondern vorzugsweise in einem kompakten Strahl zugeleitet wird, steht er unter nicht allzu hohem Druck. Er kann in einfacher Weise ein- und ausgeschaltet werden durch eine die Eintrittsöffnung schließende und öffnende, elektrisch zu betätigende Ventilnadel.

[0016] Die beschriebene Brenneranordnung eignet sich vornehmlich dazu, für Haushaltsbrenner eingesetzt zu werden, die nur einen geringen Heizölverbrauch haben. Beispielsweise werden für Einfamilienhäuser sogenannten Kleinstbrenner gefordert, die einen ölverbrauch in der Größenordnung 1 - 3 kg öl pro Stunde aufweisen. Bei entsprechender Verkleinerung der Düse und Anpassung der übrigen Maße ist ein Brenner nach dem Prinzip der Stammanmeldung zu bauen, der funktioniert.

[0017] Es zeigt sich jedoch, daß das Gemisch aus zerstäubtem öl und Verbrennungsluft im Bereich des stöchiometrischen Verhältnis relativ schwer zu zünden ist. Erst wenn das Gemisch angereichert ist mit einem erhöhten Anteil an Öl ist eine Zündung des Gemisches durch eine Zündkerze, bei der sich zwischen zwei Elektroden ein Funken ausbildet, möglich. Die Schwierigkeit, sogenannte Blaubrenner zu zünden, die im Betrieb mit einem stöchiometrischen Verhältnis von Brennstoff und Luft arbeiten, werden bei bekannten Brennern dadurch gelöst, daß durch eine Klappensteuerung mit Hilfe eines Stellmotors zunächst die Luftzufuhr gedrosselt wird, so daß ein "fetteres" Brennstoff-Luft-Gemisch an der Zündvorrichtung vorbeistreichen kann (DE-OS 2.700.671). Die Brenneranlage wird jedoch verteuert, der Betrieb komplizierter und insbesondere das Wiederanzünden nach einem mißlungenen Startversuch schwieriger, wenn ein Brenner mit einer derartigen Anordnung für die Regelung der Startluft versehen ist. Ein weiterer Nachteil ist, daß bei einem mißlungenen Startversuch dann, wenn dieser nicht auf einem Fehlen von Brennstoff beruht, auch eine große Menge von Ruß und gecrackten Produkten freigesetzt wird, die die Brennkammer stark verschmutzen können.

[0018] Es stellt sich daher die weitere Aufgabe, die Zündung zuverlässig einzuleiten, wobei von Anfang an das Brennstoff-Luft-Gemisch praktisch stöchiometrisch sein soll, ohne daß komplizierte Zusatzeinrichtungen erforderlich sind. Mißlungene Startversuche bei vorhandem öl sollen praktisch ausgeschlossen sein, da hierdurch eine er-hebliche Verschmutzungsgefahr hervorgerufen wird.

[0019] Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß im Bereich der MZK ein beheizbarer Glühkörper im Strom des unverbrannten Brennstoff-Luft-Gemisches liegt.

[0020] überraschenderweise hat es sich gezeigt, daß bekannte Elektrodenzündkerzen, auch solche mit Lyra-Elektroden, offensichtlich wegen zu kurzer Zündzeiten, wegen geringer Energieübertragung oder wegen eines zu kleinen örtlichen Zündbereiches ein brennstoffarmes Gemisch nicht oder nur sehr unzuverlässig zünden können.

[0021] Wird dagegen ein Glühkörper eingesetzt, der vorzugsweise als Drahtwendel oder Zündspirale ausgeführt ist, so kann das Gemisch an einem solchen Körper vorbeistreichen, wobei die Verbrennungsreaktion sofort einsetzt, wenn Brennstoff der Luft zugemischt wird. Fehlzündungen werden praktisch überhaupt nicht beobachtet. Offensichtlich sind Glühkörper als Zünder besonders gut geeignet, da sie auf einer relativ kleinen Fläche eine große Menge an Wärme an das Brennstoff-Luft-Gemisch örtlich übertragen können, so daß die Verbrennung zuverlässig eingeleitet wird.

[0022] Der Einschaltvorgang des Brenners vollzieht sich in mehreren Schritten:

a) Die Luftzufuhr wird eingeschaltet und die Brennkammer vorgespült. Anschließend wird der Glühkörper erwärmt, wobei die Luftzufuhr eingeschaltet bleibt. Die Brennstoffzufuhr ist noch unterbrochen.

b) Nach Ablauf einer Aufheizzeit, bei der die Abkühlungsrate des Glühkörpers durch die Luft berücksichtigt ist, wird ein Brennstoffventil geöffnet und der Brennstoff der Luft - im endgültigen Verhältnis - zugemischt. Es kommt unmittelbar darauf zur Zündung, wenn die Oberflächentemperatur des Glühkörpers zu diesem Zeitpunkt reichlich über der Zündtemperatur liegt, d. h. etwa die Temperatur von 800⁰ C erreicht hat. Die Einleitung des Zündvorganges ist ein sehr komplexer Vorgang. Offensichtlich muß örtlich eine Energieübertragung kontinuierlich über längere Zeit auf das Brennstoff-Luft-Gemisch einwirken, damit es zur Einleitung der Brenn-Reaktion kommt. öltröpfchen, die auf die Oberfläche des Glühkörpers treffen, verdampfen dort und ergeben im Bereich der heißen Oberfläche ein besonders zündwilliges Gemisch.

c) Sobald die Zündung erfolgt ist, wird über einen Zündüberwacher, beispielsweise einen Ionisationsfühler, der Brennzustand angezeigt und der Zündstrom ausgeschaltet. Der Glühkörper kühlt ab,

[0023] Bei der Brennerkonstruktion der Stammanmeldung wird vorzugsweise die MZK so konstruiert, daß sie querschnittsgleich von Anfang bis Ende ist. Die eine Stirnseite wird von der Stirnwand begrenzt, in der sich auch der oder die Eintrittsöffnungen für den Brennstoffstrahl befinden. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die Zündwendel oder den Glühdraht in Form eines Bogensegmentes mit einem öffnungswinkel zwischen 30 und 330° in kurzem Abstand von der öffnung der MZK anzubringen. Dabei wird die öffnung der MZK teilweise eingerahmt von dem Glühkörper. Weiterhin hat es sich als vorteilhaft erwiesen, den Glühkörper oder die Zündwendel in einem Abstand von zwischen 5 und 30 mm von der Stirnseite der Brennkammer entfernt anzuordnen.

[0024] Der Glühkörper wird allgemein so angebracht, daß er von dem turbulent aus der MZK austretenden Gemisch-Strahl möglichst intensiv durchsetzt wird, ohne voll im Kern oder in der Achse dieses Strahls zu liegen. Vorteilhaft ist es, ihn benachbart zu der Offnungskante der MZK anzubringen, da bekannt ist, daß sich an der Kante Abrißwirbel bilden. Wird die Kante abgerundet, damit aufgrund des Coanda-Effektes der Weg der Strömung aus der Achsenrichtung herausgetragen wird, so ist dieser Strömungsausbildung ebenfalls leicht die Anbringung des Glühkörpers anzupassen. Bei einer solchen Kantenabrundung bildet sich ein Flammenkegel mit einem öffnungswinkel zwischen 90 und 180° aus. Es wird vorgeschlagen, daß sich der Glühkörper in diesem Falle an die Stirnwand anschmiegt bzw. in eine Nut eingepaßt liegt.

[0025] Üblicherweise liegt der Glühkörper bzw. die Zündspirale in dem zwischen MZK und Flammenfront liegenden, relativ kühlen Bereich der im Betrieb befindlichen Brenneranordnung. Hierdurch wird einmal gewährleistet, daß vor Beginn der Verbrennung das aus der MZK tretende Gemisch gut mit dem an der öffnung liegenden Glühkörper in Kontakt kommt. Nach Einleiten des Zündvorganges und Abschalten des Heizstromes liegt der Glühkörper dann praktisch außerhalb der Flammenfront und wird nur mäßig erwärmt, so daß er eine lange Lebensdauer hat.

[0026] Der Glühkörper besteht vorzugsweise aus Keramik oder aus einer verzünderungsarmen Legierung, so daß er nicht oder kaum verzundern kann. Die Form des Glühkörpers kann sehr verschieden sein. Er soll schnell zu erwärmen sein und eine gut wärmeabgebende Oberfläche besitzen. Es können keramische, kegelförmige Glühkörper mit innenliegender Heizspirale, elektrisch beheizbare Bänder oder Wendel oder auch Plättchen verwendet werden. Eigenartigerweise reicht schon eine relativ kleine Fläche aus, wenn sie während des Zündvorganges kontinuierlich auf eine Temperatur von ca. 800° C gehalten werden kann. Die Beheizung kann selbstverständlich auch durch Induktion, HF-Erhitzung oder verwandte Verfahren geschehen.

[0027] Bei dem Betrieb der eingangs beschriebenen Brenneranordnung wird die für die Zerschlagung der öltröpfchen erforderliche Energie im wesentlichen nicht mehr über eine gesonderte ölpumpe umgesetzt, sondern einzig und allein durch die Strömungenergie der in die MZK einströmenden Verbrennungsluft. Bei üblichen Abmessungen für Öl- und Luftzuführungsöffnungen sind beispielsweise Luftdrücke von 0,04 - 0,1 bar erforderlich. Diese Luftdrücke erfordern relativ groß dimensionierte Ventilatoren, um den benötigten Luftdruck aufrecht zu erhalten.

[0028] Es stellt sich daher zur weiteren Verbesserung der Vorrichtung die Aufgabe, den Bedarf an Luftdruck herabzusetzen, um kleiner dimensionierte Ventilatoren verwenden zu können.

[0029] Überraschenderweise kann diese Aufgabe dadurch gelöst werden, daß in das Mantelohr strömungslenkende Elemente eingebaut werden, die eine aus der Achse gerichtete zirkulierende Umwälzung des brennenden Gemischstromes hervorrufen.

[0030] Derartige Einbauten, die eine Zwangsrezirkulation eines Teiles des brennenden Gemisches hervorrufen, sind an sich bekannt. überraschend ist, daß ein großer Teil der in den Ventilatoren aufzuwendenden Energie offensichtlich gar nicht dazu verwendet wird, die Zirkulation und die Zerschlagung der Öltröpfchen aufrecht zu erhalten, sondern dazu, gegen den sich in dem Mantelrohr aufbauenden Stau entgegenzuarbeiten. Damit wird eine erhebliche Energie nutzlos verschwendet. Es hat sich nämlich gezeigt, daß dann, wenn gemäß Erfindung Einbauten vorgesehen werden, beispielsweise eine konzentrisch im Mantelrohr liegende, zylindrische Leithülse, die an ihrer im Bereich der MZK liegenden Seite mit peripher verteilten Ansaugöffnungen versehen ist, der aufzuwendende Luftdruck erheblich verringert werden kann. Typisches Beispiel: ohne Einbauten 600 mm Wassersäule - mit Einbauten 250 mm Wassersäule. Damit kann der Ventilatordruck wesentlich verringert werden, wodurch sich neben der Energieaufnahme auch wesentlich die Lärmbelästigung durch das Luftstromgeräusch verringert. Eine solch starke Verminderung des Aufwandes durch relativ einfache Einbauten ist für den vorliegenden Fall nicht zu erwarten. Vielmehr kann von einer Plausibilitätsbetrachtung her nur erwartet werden, daß die Hauptenergie des Luftstromes verwendet wird für die Erzeugung des Zyklons und die Überwindung der Luftreibung in den Zuleitungen und in den öffnungen, die in die MZK führen.

[0031] Ein weiterer Effekt, der erreicht wird, ist, daß grössere Öltröpfchen, die aufgrund der Zentrifugalkraft sich mehr im äußeren Bereich der wirbelnden Strombe- we^gun^g befinden, nochmals zurückgeführt werden und damit eine längere Strecke zurücklegen, so daß sie vollständiger verdampfen können.

[0032] Um die Leithülse an verschiedene Brennerbedingungen, Wärmebedarfszahlen und dergleichen anpassen zu können, wird sie gegenüber der Stirnwand der Brennkammer verstellbar angeordnet, wobei mit der Verstellung auch die lichte Weise der Ansaugöffnungen veränderbar ist. Konstruktiv kann dies einfach dadurch geschehen, daß die Leithülse an mehreren Trägern verschieblich befestigt ist.

[0033] Eine Erhöhung des Umwälzeffektes kann weiterhin dadurch hervorgerufen werden, daß das Mantelrohr des Brenners die Leithülse überragt und im Uberstandsbereich eine Verengung aufweist.

[0034] Bei dem Betrieb des beschriebenen Brenners zeigt sich das Phänomen, daß durch das Mantelrohr eine relativ große Wärmemenge an die Umgebung der MZK übertragen wird. Offensichtlich aufgrund dieser Erwärmung kann sich der Brennstoffstrom durch die Eintrittsöffnung nach längerem Betrieb verringern, so daß die Leistung der Brenneranordnung sinkt. Auch der Sauerstoffgehalt kann sich von anfangs beispielsweise 1 % auf 5 % verringern.

[0035] Es stellt sich damit die weitere Aufgabe, diese Erscheinung zu unterbinden und eine Vergleichmäßigung des Brennstoffstroms auch bei längerem Betrieb der Brenneranordnung sicherzustellen.

[0036] Diese Aufgabe wird gelöst, indem in das Mantelrohr der Brenneranordnung Perforationen eingelassen werden, die den Wärmestrom vom freien Ende des Mantelrohres zur Stirnwand des Brenners herabsetzen.

[0037] Einzelheiten der Gestaltung der Perforationen, die vorzugsweise als Schlitze ausgebildet sind, gehen aus den Unteransprüchen hervor und werden in der Beschreibung der Figuren erläutert.

[0038] Im folgenden wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles die Erfindung näher erläutert. Die Figuren der Zeichnung zeigen:

Figur 1 eine Brenneranordnung gemäß Erfindung;

Figur 2 einen Schnitt entlang der Linie II ... II;

Figur 3 in vergrößerter Darstellung die eigentliche Mischkammer mit dem Verschluß;

Figur 4 ein Detail der Brenneranordnung ähnlich Figur 1, jedoch in einer anderen Ausführungsform, nämlich mit einer Glühspirale;

Figur 5 eine Schnittansicht gemäß Linie V ... V der Figur 4;

Figur 6 eine Ubersichtszeichnung, die weitgehend der Figur 1 entspricht, jedoch ein anderes Mantelrohr aufweist;

Figur 7 eine Abwicklung des geschlitzten Mantelrohres gemäß Figur 6;

Figur 8 ein Detail einer anderen Ausführungsform (Mantelrohr mit Leithülse).

[0039] In der Figur 1 ist eine Ausführungsform einer Brenneranordnung dargestellt. Der Brennstoffe üblicherweise Heizöl EL mit einer Viskosität von etwa 5 cSt bei 20° C, wird von einem Vorratsbehälter 31 über eine Leitung 32 dem eigentlichen Brenner zugeführt. Zwischen Vorratsbehälter und Brenner ist ein Schwimmerregler 33 eingebaut, der für einen stets gleichen Druck zwischen Brenner-Brennstoffeintritt und Niveau des Schwimmerreglers 33 sorgt. Damit ist für die Proportionalität zwischen Unterdruck und Menge an Brennstoff in der Zeiteinheit gesorgt. Die Leitung 32 endet in einer Bohrung 34, die in einem Ankergehäuse 54 endet. In dem Ankergehäuse ist beweglich gelagert ein Weicheisenanker 55, der von der Spule 56 in das Ankergehäuse 54 entgegen der Kraft einer Feder 57 hineingezogen werden kann. Der Anker 55 besitzt einen Kragen 58, der die Bewegung des Ankers in das Gehäuse 54 hinein begrenzt. Der Anker läuft auf der der Spule 56 abgewandten Seite in eine Ventilnadel 60 aus, die eine weitere Bohrung 30 öffnet und verschließt. Die Anker-Spulen-Anordnung ist enthalten in einer Gehäuse-Büchse 61, die mit einem zylindrischen Gehäuse 35 verschraubt ist, das von den beiden Grundseiten des Zylinders her zwei unterschiedlich große, zylindrische Bohrungen aufweist, die über die Bohrung 30 miteinander in Verbindung stehen. In der einen dieser Bohrungen im Inneren des Ankergehäuses 54 bewegt sich der Weicheisenkern 55; die andere ist die Misch- und Zerstäubungskammer 43 (MZK). Das Gehäuse 35 ist eingebettet in eine Stirnwand 51, die Teil des Brennergehäuses ist.

[0040] Um einen möglichst gleichmäßigen Fluß des Brennstoffes durch Vergleichmäßigung der Viskosität zu erreichen, ist in den Vorratsbehälter 31 eine Tankheizung 50 eingebaut. Diese kann entweder über einen gesonderten Stromkreis oder über einen Wärmeaustausch mit dem Zentralheizkessel-Austauscher beheizt werden. Selbstverständlich kann eine solche zusätzliche Heizung bei Vorliegen entsprechender Betriebsbedingungen auch entfallen.

[0041] über einen in die Stirnwand 51 eingearbeiteten ringförmigen Luftkanal 36 mit Anschlußstutzen 37 wird über eine Luftleitung Luft herangeführt. Der Kanal besitzt ferner ein gewichtsbelastetes Ventil 38, mit dessen Hilfe verhindert wird, daß bei ausgeschalteter Brenneranordnung Luft durch dieLaitung in die Brennkammer eintritt und diese abkühlt. Die Zuluftleitung besitzt ferner ein Regelventil 39, über das die von einem Luftverdichter 40 angesaugte Luft mit einem Druck von etwa zwischen 0,03 bis 0,3 bar in den Luftkanal 36 eingedrückt wird.

[0042] Der Luftkanal 36 endet in den Luftkanälen 44, die zur Zuführung der Verbrennungsluft zur Misch- und Zerstäubungskammer 43 in den Mantel dieser Kammer eingearbeitet sind. Sie gestatten eine Luftzuführung, bei der eine wirbelförmige Luftbewegung (Zyklon) innerhalb der Kammer 43 ausgebildet ist. Zu diesem in der Kammer sich aus-. bildenden Zyklon ist die Eintrittsöffnung für den Brennstoff, d. h. die Bohrung 30, zentrisch an der Stirnseite der Kammer angeordnet.

[0043] Der Mantel der Kammer 43 besitzt eine zylindrische Innenwandung, wobei insgesamt 12 rotationssymmetrisch verteilte Luftkanäle (Bohrungen) 44 vorhanden sind. Die Luftkanalsmündungen sind etwa a = 5 mm von der Austrittsöffnung der Bohrung 30 entfernt, gemessen von einer Projektion des Zentrums der Bohrungen 44 auf die Achse der Kammer 43.

[0044] Wesentlich ist, daß die Luftkanäle 44 so liegen, daß die Luft bei Eintritt in die Mischkammer in einem Winkel von 10 bis 60° in Abweichung von der Normalen-Richtung geführt ist. Die Luft wird demnach tangential an die Peripherie eines innerhalb der Mischkammer 43 gedachten Kreises geblasen, wie dies aus der Figur 3 hervorgeht. Es ist außerdem möglich, die Anblasrichtung der Luftkanäle 44 schräg zur Achse der Kammer 43 zu stellen, so daß die Richtung des Strahles etwas auf die Düsenmündung hin oder von dieser weggerichtet ist. Vorzugsweise ist die Mischkammer 43 so ausgelegt, daß sie querschnittsgleich von der Düse bis zur Mündung ist.

[0045] Ferner ist möglich, statt eines Düsenkranzes auch mehrere in Achsenrichtung hintereinander liegende Düsenkränze (gestrichelt angedeutet mit Bezugszahl 49; vgl. Figur 3) vorzusehen.

[0046] Die Stirnwand 51 bildet den Abschluß eines üblichen Heizkessels, der mit den üblichen Austauscherrohren (nicht dargestellt) und Seitenwänden 52 ausgestattet ist. Aufgrund der guten Zerstäubung, Vermischung und Vergasung und anschließender Verbrennung mit kurzer Flamme kann darauf verzichtet werden, im Heizkessel , eine Ausmauerung anzubringen; die Kesselwandflächen können gekühlt sein. Es ist allerdings vielfach nützlich, einen Kühlmantel vorzusehen, in dem das zu erhitzende Kesselwasser vorgeheizt wird. Vorzugsweise wird weiterhin vorgesehen, daß an der Innenseite der Stirnwand ein Brennermantel 63 angeordnet ist, ` der gegenüber dem Durchmesser der Misch- und Zerstäubungskammer einen wesentlich größeren Durchmesser hat und deren Öffnung konzentrisch umgibt. Der Brennermantel 63 kann beispielsweise zylindrisch geformt oder kegelstumpfartig sich öffnend oder verjüngend ausgebildet sein. Andere Formen sind ebenfalls möglich.

[0047] Die starke Wirbelbewegung (Zyklon), die innerhalb der Mischkammer durch das Einblasen der Verbrennungs- und Zerstäubungsluft hervorgerufen wird, setzt sich demnach in Richtung Brennermantel 63 fort und sorgt für die Festlegung einer stabilen, konzentrierten Flamme.

[0048] Der Brennstoffstrahl 45 (vgl. Fig. 3) tritt aus der Auslaßöffnung 30 nicht in Tröpfchenform, d. h. zersprüht heraus, sondern anfangs in einem kompakten Strahl mit z.B. 1 mm Durchmesser. Der ölverbrauch liegt bei einer solchen Anordnung, die unter 75 % Vollast gefahren wird, etwa bei 3 bis 4 kg öl pro Stunde. Aufgrund der Turbulenz und Zentrifugalkräfte, die innerhalb des Zyklons wirken, wird der Strahl innerhalb und außerhalb der Mischkammer voll erfaßt, in feine Tröpfchen zerteilt und anschließend im Bereich des Brennermantels verbrannt. Dabei ist festzustellen, daß die Tröpfchengröße so weit herabgesetzt ist, daß eine rußfreie, im wesentlichen mit blauer Flamme ausgestattete Verbrennung stattfindet.

[0049] Zur Auslösung der Verbrennung in der ersten Ausführungsform ist eine an sich bekannte Zündvorrichtung 47 vorgesehen, die einen Hochspannungs-Zündfunken zwischen zwei Elektroden erzeugt. Durch eine entsprechende Bohrung innerhalb der Stirnwand 51 sind die Elektroden-Hälse durchgeführt. Weiterhin ist zur Überwachung der Flamme ein Flammendetektor 46 vorgesehen, über den bei Ausbleiben der Flamme eine Abschaltung erfolgen kann.

[0050] Dadurch, daß die Bohrung 30, durch die das öl einfließt, einen Durchmesser von 1 - 2 mm hat (je nach Ausführungsform auch Uber- und Unterschreitung dieser Werte), führen geringfügige, üblicherweise im Brennstoff enthaltene Verschmutzungen nicht zu einer Verstopfung der Einlaßöffnung, so daß die Betriebsanfälligkeit wesentlich herabgesetzt ist. Versuchsläufe haben gezeigt, daß bei Durchmesser der Bohrung 30 zwischen 1 und 2 mm und einem Druck der Zerstäubungsluft von 0,03 und 0,15 bar vor dem Eintritt in die Luftkanäle innerhalb der Mischkammer 43 ein Unterdruck erzeugt werden kann, der ausreicht, den Brennstoff - Heizöl EL - ohne zusätzliche Pumpen innerhalb der Leitung 32 anzusaugen und einen kompakten Strahl ausreichendem Durchsatzes (d. h. 2 - 3 kg Öl pro Stunde) zu erzeugen.

[0051] Eine weitere Regelmöglichkeit erhält die Brenneranordnung dadurch, daß der Schwimmregler 33 verschieden einstellbar ist, so daß die Brennstoffzufuhr reguliert werden kann.

[0052] Es zeigt sich, daß die Durchmesser der Luftkanäle 44 bzw. 49 und der Durchmesser der Bohrung 30 aufeinander abgestimmt werden müssen. Beispielsweise hat sich erwiesen, daß zwölf Luftkanäle 44 mit je 3 mm Durchmesser, vor denen ein Luftdruck zwischen 0,03 und 0,3 bar ansteht, kompatibel sind mit einem Durchmesser der Bohrung 30 von 1 mm Durchmesser, wobei 2 - 3 kg öl pro Stunde (je nach Unterdruck) bei mittlerer Leistung einfließen. Dabei ist auch noch von Bedeutung, daß der durch den Niveauunterschied Schwimmerregler - Brennstoffeinlaß hervorgerufene Druckunterschied einer Brennstoffsäule zwischen O und 30 mm entspricht.

[0053] Beobachtet wurde, daß beispielsweise bei Verkleinerung der öleinlaßbohrung 30 bei den genannten Bedingungen auf 0,5 mm keine stabile Flamme mehr herstellbar ist.

[0054] Da die Bedingungen für alle vorkommenden Betriebsbedingungen jedoch einzeln experimentell ermittelt werden müssen, was im fachmännischen Ermessen liegt, sei es bei diesen kurzen Hinweisen belassen.

[0055] Die Regelung der Brennerleistung kann durch Verstellung der Luftzufuhr durch den Verdichter 40 erfolgen, wo- durch der Unterdruck in der Mischkammer variabel ein- gestellt wird und damit die Brennstoff-Zufuhr durch Leitung 32 und Bohrung 30 gesteuert ist. Dabei sind zwischen den Stufen Vollast und Null zahlreiche Stufen möglich. Außerdem können die Bohrungen 44 bzw. 49 auch durch Schieber, Blenden und dergleicheh regelbar geöffnet und geschlossen werden.

[0056] Der Brenner wird einfach dadurch abgestellt, daß die Bohrung 30 durch die Nadel 60 verschlossen wird. Es sind demnach keine komplizierten Lösch- und Auslaufregelungen, wie bei Zerstäubungsdüsen, erforderlich.

[0057] In den Figuren 2, 3 sind Einzelteile der magnetischen Steuerung in etwas vergrößerter Form dargestellt. Es sind beispielsweise folgende Abmessungen gewählt: Durchmesser der Kammer 43: 15 mm, Durchmesser der Zuführungskanäle 44: 3 mm, Durchmesser des Brennstoffeinlasses 30: 1 mm, Länge der Kammer: 11 mm.

[0058] Das Verhältnis von Länge zu Durchmesser der Kammer 43 sollte etwa 0,5 : 1 bis 1 : 0,5 betragen. Diese Maßbeispiele sind jedoch ohne Einschränkung zu betrachten. Sie dienen lediglich der Glaubhaftmachung der wirtschaftlichen Verwendungsweise der Erfindung.

[0059] In den Figuren 4 und 5 ist eine andere Ausführungsform des Brenners dargestellt. Die Brennstoff-Leitung 32 endet in einer Innenleitung 34, welche mit einer verschließbaren weiteren Bohrung 30' in Verbindung steht. Die Verschlußbohrung 30' kann mit Hilfe der steuerbaren Ventilnadel 60 geöffnet und verschlossen werden. Die weiteren Einzelheiten des Verschlußmechanismus ähneln dem der Fig. 1 und brauchen hier nicht näher erörtert zu werden.

[0060] Der flüssige Brennstoff tritt aus der Eintrittsöffnung 30 in die Misch- und Zerstäubungskammer 43 ein, die von einem zylindrischen Mantel umgeben ist, in den in Achsenrichtung hintereinanderliegend zwei Kränze von Luftkanälen 44, 44' enden. Die Kanäle sind von der Austrittsöffnung der Bohrung 30 vorzugsweise etwa 3 und 8 mm entfernt, gemessen von einer Projektion des Zentrums der Bohrungen 44, 44' auf die Achse der Kammer 43.

[0061] Zur Zündung und Auslösung der Verbrennung ist bei dem Brenner gemäß Figuren 4 und 5 eine Zündwendel 70 vorgesehen, die aus einem etwa 1 mm dicken Draht aus einer warmfesten, verzunderungsarmen Chrom-Nickel-Legierung besteht. Der Glühdraht der Zündwendel ist so angeordnet, daß er von dem Strahl des unverbrannt ausströmenden Gemisches beim Ausströmen aus der Kammer 43 durchsetzt wird und diesen bei einer Eigentemperatur von etwa 700 - 900° C entzündet. Der Zündwendel 70 wird über elektrische Zuleitungen 71 die Energie für den Glühvorgang zugeführt.

[0062] Vorzugsweise wird der Glühdraht in Form einer Wendel oder Schraube gewickelt; es sind jedoch auch andere Konfigurationen denkbar, beispielsweise eine Zick-Zack-Biegung oder ein flaches Glühband. Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß die Verwendung des Glühdrahtes ermöglicht, von Anfang an mit einem sehr mageren, praktisch stöchiometrischen Brennstoff-Luft-Gemisch zu fahren. Es ist daher nicht erforderlich, zunächst über eine bewegliche Klappe den Luftanteil geringer zu machen und anschließend nach erfolgter Zündung wieder zu erhöhen.

[0063] Nach Beendigung des Zündvorganges wird die Wendel wieder abgeschaltet. Sie ist so angeordnet, daß sie in dem Bereich zwischen Offhungsebene 73 und Flammenfront liegt, also in einem verhältnismäßig kühlen Bereich, wodurch ihre Lebensdauer beträchtlich erhöht wird. Der Abstand von der Kante der MZK beträgt etwa zwischen 5 und 40 mm. Der Abstand von der öffnungsebene 73 bzw. Stirnwand 51 beträgt etwa zwischen 5 und 30 mm.

[0064] Zur Überwachung des Zündvorganges ist ein Ionisationsfühler 74 vorgesehen, mit dem kontinuierlich überwacht wird, ob eine Verbrennung innerhalb des Brennermantels stattfindet oder nicht.

[0065] Figur 5 zeigt einen Blick in den geschnittenen Brennermantel 63 hinein. Die Zündwendel 70 ist dabei bei waagerecht liegender Achse der Misch- und Zerstäubungskammer so angeordnet, daß sie unterhalb der öffnung der Kammer 43 angebracht ist und in Form eines Bogensegmentes nur einen relativ kurzen Abstand von der öffnung der Kammer 43 hat. An dieser Stelle ist darauf hinzuweisen, daß der Zündkörper oder die Zündwendel auch eine andere Lage einnehmen können, da es durchaus nicht erforderlich ist, den Glühkörper unterhalb der MZK anzuordnen. Die Wendel erfüllt die Forderung, daß die aus der Kammer 43 austretenden Wirbel einen möglichst großen Raum, der von der Wendel 70 eingenommen wird, durchsetzen und damit die Zündung sicher und zuverlässig initiieren.

[0066] Die Kante 75 der MZK ist nach außen abgerundet, damit aufgrund des Coanda-Effektes der Weg der Strömung teilweise aus der Achsenrichtung herausgezogen wird. Hierdurch kann ein sehr stark auseinandergezogener Flammenkegel erzeugt werden, dessen öffnungswinkel zwischen 90 und 180° liegt. Bei dieser Gestaltung sollte der Glühkörper, insbesondere eine Zündwendel, sich an die' Stirnwand 51 anschmiegen bzw. in eine Nut eingepaßt sein.

[0067] In den Figuren 6 und 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Brenneranordnung dargestellt. Der Brennstoff, üblicherweise Heizöl EL mit einer Viskosität von etwa 5 cSt bei 20° C, wird von dem Vorratsbehälter 31 über die Leitung 3& dem eigentlichen Brenner zugeführt. Weitere Einzelheiten sind bereits beschrieben worden.

[0068] Um den hohen Wärmestrom vom Rand des Mantelrohrs 63 zum Gebläse zu verringern, ist das Mantelrohr 63 gemäß den Figuren 6 und 7 in seinem letzten Drittel mit drei mal vier Schlitzen 80 versehen, die in Umfangsrichtung liegen und jeweils etwas überlappen. Die Schlitze haben eine Breite von etwa 1 mm und jeweils eine Länge von etwas weniger als ein Viertel der Umfangslänge des Mantelrohres 63. Im Endbereich der Schlitze sind Sicken 81 in das Mantelrohr eingedrückt, die die Festigkeit erhöhen.

[0069] Neben dieser Konfiguration sind selbstverständlich auch noch andere Anordnungen möglich, beispielsweise längere Schlitze, die jeweils etwa um die halbe Peripherie des Mantelrohres 63 reichen und ähnlich wie bei einer im Verbund gelegten Ziegelschicht einander überlappen, wobei beispielsweise drei oder vier parallel liegende Schlitze verwendet werden. Wesentlich ist, daß eine Unterbindung des Wärmestromes von dem freien Mantelrohrende zur Stirnwand 51 gegeben ist. Unter diesem Gesichtspunkt ist auch möglich, das Mantelrohr zweiteilig aufzubauen und einen Ring aus schwach wärmeleitendem Material, beispielsweise aus keramischem Fasermaterial, als Verbindungselement zwischen den beiden Mantelrohrteilen vorzusehen.

[0070] Auch können die Schlitze mehr zur Mitte des Mantelrohres - in Achsenrichtung gesehen - verschoben sein. Der Strom der heißen Verbrennungsgase und Flammenform werden vorzugsweise so berücksichtigt, daß sich die Schlitze vor dem Aufprallbereich der heißen Gase befinden, von der Misch- und Zerstäubungskammer aus gesehen.

[0071] Bei Anwendung einer solchen Wärmestromunterbrechung zeigt es sich, daß der Bereich um die MZK und die Stirnwand 51 sich wesentlich weniger stark erhitzen, so daß die Bohrung 30 gleichmäßiger erwärmt bleibt und damit einen gleichförmigen _Brennstoffstrom auch über längere Laufzeiten hin gewährleistet.

[0072] Zur Zündung und Auslösung der Verbrennung ist eine _Zündspirale vorgesehen, die von dem Strahl des unverbrannt ausströmenden Gemisches beim Ausströmen aus der Kammer 43 durchsetzt wird und diesen bei einer Eigentemperatur von 700 - 900° C entzündet. Es hat sich gezeigt, daß die Verwendung eines Glühdrahtes es ermöglicht, von Anfang an ein sehr mageres, praktisch stöchiometrisches Brennstoff-Luft-Gemisch zu fahren.

[0073] Es sei auch noch die Möglichkeit erwähnt, das Mantelrohr an der an der Stirnwand mit Befestigungselementen, beispielsweise Ringelementen aus schwach wärmeleitender Keramik, zu befestigen.

[0074] In Figur 8 ist eine weitere Ausführungsvariante vorgesehen. Innerhalb und konzentrisch zum Brennermantel 63 ist hierbei eine zylindrische Leithülse 76 vorgesehen, die über Stützen 77 an der Stirnwand 73 befestigt ist. Das in Wirbeln austretende Brennstoff-Luft-Gemisch wird teilweise hinter die Leithülse in den Zwischenraum 78 zwischen Hülse und Brennermantel 63 hineingezogen und über peripher verteilte Ansaugöffnungen 79 wieder in den achsennahen Gemischstrom hineingezogen. Die Strömungsrichtung ist durch die Pfeile deutlich gemacht. Die Leithülse besteht aus warmfestem Material. Sie kann auch zur Verstellung der Hülse in achsialer Richtung Langlöcher aufweisen, so daß die Hülse in verschiedenen Stellungen in Bezug auf entsprechende Träger, dabei verschiedene lichte Weiten der Ansaugöffnungen 79 vorgebend, festgelegt werden kann.

[0075] Bei Anwendung einer Leithülse 76, deren Durchmesser etwa 50 - 80 % desjenigen des Bernnermantels ist, läßt sich überraschenderweise der Betriebsluftdruck des Ventilators wesentlich senken. Messungen haben ergeben, daß der Luftdruckbedarf bei gleicher Flammenqualität auf 50 % des Luftdrucks gesenkt werden kann, der ohne strömungsleitende Elemente möglich ist. Das Material der Leitelemente bzw. der Leithülse ist vorzugsweise ein keramisches, hochwarmfestes, gesintertes oder gepreßtes Fasermaterial aus Si-Al oder Zr-Carbiden, wie sie beispielsweise unter den Bezeichnungen REFRAX (Hersteller Carborundum) oder FIBERFAX bekannt sind.

[0076] Zur Flammenstabilisierung trägt bei, daß der Brennermantel des Brenners die Leithülse überragt und im Überstandsbereich 82 eine Verengung 83 aufweist. Diese Verengung, in Form eines Kegelstumpfes ausgeführt, kann beispielsweise 5 - 20 % des größten Durchmessers verringern, so daß demnach nur noch 95 - 80 % des ursprünglichen Durchmessers - in bestimmten Fällen auch. noch weniger - zur Verfügung stehen.

Ansprüche

₁. Verfahren zum Betrieb eines Brenners im Bereiche stöchiometrischer Verbrennung, bei dem flüssiger Brennstoff und Verbrennungsluft in einem im wesentlichen konstanten Verhältnis in einer Misch- und Zerstäubungskammer zusammengeführt werden, wobei aufgrund der Luftführung und -dosierung dort ein Unterdruck herstellbar ist, mit dessen Hilfe Brennstoff in die genannte Kammer eingesaugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft in der Misch-und Zerstäubungskammer einen Zyklon ausbildet und daß der Brennstoff im Bereich der Achse des Zyklons eingeleitet wird.

2'. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung der Brennerleistung ausschließlich durch die Dosierung der in die Misch- und Zerstäubungskammer eingeführten Luft erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Misch- und Zerstäubungskammer erzeugbare Unterdruck im Bereich des Einlasses des Brennstoffes zwischen -0,04 und -0,1 bar liegt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoff im wesentlichen als kompakter Strahl mit einem Durchmesser von O,5 ... 2,0 mm zugeleitet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die senkrecht zur Brennstoffachse liegende Geschwindigkeitskomponente der Relativgeschwindigkeit des Luftstroms bei Eintritt in die Mischkammer etwa zwischen 40 und 250 m/sec. liegt.

6. Brenneranordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer Eintrittsöffnung, der eine von einem Mantel umschlossene Misch- und Zerstäubungskammer nachgeordnet ist, in die der Brennstoffstrahl gelangt, und mit wenigstens einer öffnung, durch die die Verbrennungsluft der Misch- und Zerstäubungskammer zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnung bzw. die öffnungen (10; 11) zur Zuführung der Verbrennungsluft in den Mantel der Misch- und Zerstäubungskammer (43) eingearbeitet sind und eine Luftführung gestatten, bei der ein Zyklon innerhalb der Misch- und Zerstäubungskammer ausgebildet wird, und daß die Eintrittsöffnung (30) für den Brennstoff im wesentlichen zentrisch an der Stirnseite der Kammer (43) angeordnet ist.

7. Brenneranordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel der Misch- und Zerstäubungskammer eine zylindrische Innenwand besitzt, und daß über Umfang und Länge des Mantels verteilt einzelne Bohrungen (44; 49) oder Schlitze als Öffnungen vorgesehen sind, wobei über den Umfang des Mantels verteilt in rotationssymmetrischer Anordnung drei bis zwanzig, vorzugsweise zwölf Bohrungen oder Schlitze verteilt sind.

8. Brenneranordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft bei Eintritt in die Mischkammer in einem Winkel von 10 - 60° in Abweichung von der Normalen-Richtung geführt ist.

9. Brenneranordnung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch ein der Misch- und Zerstäubungskammer nachgeordnetes Mantelrohr (63), das die Kammer konzentrisch umfaßt und zur Ofenseite hin offen ist.

1₀. Brenneranordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Misch- und Zerstäubungskammer ein beheizbarer Glühkörper (70) im Strom des unverbrannten Brennstoff-Luftgemisches liegt.

11. Brenneranordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Glühkörper aus einer Keramikmasse oder aus einer verzunderungsarmen Legierung besteht.

12. Brenneranordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Glühkörper aus einem elektrisch beheizbaren Glühdraht besteht.

13. Brenneranordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Glühdraht als Zündwendel (70) gestaltet ist.

14. Brenneranordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Glühkörper die Form eines Bandes hat.

15. Brenneranordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Glühkörper die Form eines Zylinders oder Kegels hat.

16. Brenneranordnung nach Anspruch 10. oder 13 dadurch gekennzeichnet, daß der Glühkörper oder die Zündwendel in Form eines Bogensegmentes mit einem öffnungswinkel zwischen 30 und 330° in einem Abstand zwischen 5 und 30 mm von der Stirnseite (51) der Brennkammer entfernt umd die Öffnung der MZK (43) angebracht ist.

17. Brenneranordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Glühkörper in dem zwischen MZK und Flammenfront liegenden, relativ kühlen Bereich angeordnet ist.

18. Brenneranordnung nach Anspruch 10 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Kante der MZK abgerundet ist und sich demzufolge ein Flammenkegel mit einem öffnungswinkel zwischen 90 ... 180⁰ ergibt, und daß der Glühkörper an die Stirnwand angeschmiegt bzw. in eine Nut eingepaßt liegt.

19. Brenneranordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß in das Mantelrohr (63) strömungslenkende Elemente (76) eingebaut sind, die eine aus der Achse gerichtete zirkulierende Umwälzung des brennenden Gemischstromes hervorrufen.

20. Brenneranordnung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbauten aus einer konzentrisch zum Mantelrohr liegenden, zylindrischen Leithülse (76) bestehen, die an ihrer im Bereich der MZK liegenden Seite mit peripher verteilten Ansaugöffnungen (79) versehen ist.

21. Brenneranordnung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Leithülse in ihrer Achsenrichtung gegenüber der Stirnwand der Brennkammer verstellbar angeordnet ist, wobei mit der Verstellung auch die lichte Weite derAnsaugöffnungen verändert ist.

22. Brenneranordnung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Mantelrohr (63) die Leithülse (76) überragt und im Überstandsbereich (80) eine Verengung (81) aufweist.

23. Brenneranordnung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß die strömungsleitenden Elemente (76) bzw. die Leithülse (76) aus temperaturfesten Keramik-Fasermaterial gepreßt sind.

24. Brenneranordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß in das Mantelrohr (63) Perforationen eingelassen sind, die den Wärmestrom vom freien Ende des Mantelrohres zur Stirnwand der Brennkammer herabsetzen.

25. Brenneranordnung nach Anspruch14, dadurch gekennzeichnet, daß als Perforationen Schlitze (80) verwendet sind, die um die Peripherie herum überlappend angeordnet sind.

26. Brenneranordnung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Mantelrohr (63) aus mehreren, über ein Ringelement aus schwach wärmeleitendem Material verbundenen Ringen besteht.

27. Brenneranordnung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Mantelrohr (63) an der Stirnwand mit Befestigungselementen aus schwach wärmeleitendem Material befestigt ist.

Zeichnung