Geschlossenes Verbrennungssystem mit Schwankungenminderungsvorrichtung

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein geschlossenes Verbrennungssystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

[0002] Aus der EP 730 122 A1 ist bekannt, wie die Strömungsgeräusche eines offenen Verbrennungssystems mit Injektorbrenner verstimmt werden können.

[0003] Bei geschlossenen Verbrennungssystemen als Teil von wandhängenden Brennwertgeräten treten selbsterregte Verbrennungsschwingungen auf.

[0004] Eine selbsterregte Verbrennungsschwingung wird durch eine Resonanzschwingung d.h. eine stehende Welle in den gas-/luftseitigen und abgasseitigen Strömungswegen hervorgerufen. Stehende Wellen bewirken in den Strömungswegen ortsfeste alternierende Druckbäuche oder -knoten. Entlang des Stromfadens wechseln sich positiver Druckbauch, (Druckknoten) und negativer Druckbauch ab. Durch die stehende Welle kommt es zu einer erheblichen Lärmentwicklung und unhygienischer Verbrennung.

[0005] Aus der US 4 960 378 A ist bekannt, dass bei geschlossenen Verbrennungssystem selbsterregte Verbrennungsschwingungen dadurch vermieden werden können, dass Drosseln in den Strömungsweg eingebaut werden. Diese Drosseln verursachen jedoch einen erhöhten Druckverlust, weshalb eine größere Gebläseleistung benötigt wird. Das stärkere Gebläse wiederum verursacht ebenfalls in der Regel erhöhte Geräusche.

[0006] Ziel der Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und ein Verbrennungssystem der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, bei dem die Ausbildung einer selbsterregten Verbrennungsschwingung weitgehend unterbunden ist.

[0007] Erfindungsgemäß wird dies bei einem Verbrennungssystem der eingangs erwähnten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 erreicht.

[0008] Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen ist sichergestellt, daß positiver und negativer Druckbauch miteinander über die Kurzschlußöffnung verbunden werden und sich daher ausgleichen können, wodurch die stehende Welle zusammenbricht.

[0009] Durch die Merkmale des Anspruches 2 ergibt sich der Vorteil, daß ein sehr weitgehender Ausgleich der Druckbäuche erfolgen kann und ein nur relativ geringer Strömungswiderstand über den Ringspalt gegeben ist.

[0010] Durch die Merkmale des Anspruches 3 ergibt sich der Vorteil einer in konstruktiver Hinsicht sehr einfachen Lösung. Dabei können die Verprägungen am Flansch des Strömungselementes oder am Brennerflansch angeordnet sein.

[0011] Eine weitere in konstruktiver Hinsicht sehr einfache Lösung ergibt sich durch die Merkmale des Anspruches 4, wobei diese Lösung auch für eine Nachrüstung von Verbrennungssystemen geeignet ist. Dabei kann eine solche Nachrüstung sehr einfach erfolgen.

[0012] Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch den Eintrittsbereich eines Flächenbrenners in einem erfindungsgemäßen Verbrennungssystem und

Fig. 2 eine Ansicht eines Strömungselementes.

[0013] Gleiche Bezugszeichen bedeuten in beiden Figuren gleiche Einzelteile.

[0014] Bei der dargestellten Lösung ist ein ringförmiger Brennerflansch 9 in einer Gas-Luft-Gemischzuleitung 11 angeordnet. In diesem Brennerflansch 9 ist ein Strömungselement 2 gehalten, wobei es sich bei der dargestellten Ausführungsform um ein Trichterrohr handelt, das den Einströmquerschnitt in einen Gemischraum 8 eines zylindrischen Flächenbrenners 12 mit seiner Mündung 14 verengt.

[0015] Der Gemischraum 8 ist dabei durch ein zylindrisches Verteilblech 5 begrenzt, das im Bereich seiner Mantelfläche mit Ausströmöffnungen versehen ist und mittels eines dichten Bodens 7 stimseitig dicht abgeschlossen ist. Dabei ist das Verteilblech 5 mit Spiel vom mit Ausströmöffnungen versehenen Brennermantel 4 umgeben, der stirnseitig durch einen Boden 6 dicht abgeschlossen ist.

[0016] Wie insbesondere aus der Fig. 2 zu ersehen ist, weist der flanschartige Rand 13 des Strömungselementes 2 über deren Umfang verteilt angeordnete Abstandhalter in Form von Verprägungen 3 auf, mit denen das Strömungselement 2 an dem Brennerflansch 9 anliegt. Dabei ist das Strömungselement 2 mit einem Schweißpunkt 10 in seiner Lage im Brennerflansch 9 gesichert.

[0017] Dadurch bildet sich eine Kurzschlußöffnung 1 in Form eines Ringspaltes 1 zwischen dem Strömungselement 2 und dem Brennerflansch 9 aus. Diese Kurzschlußöffnung 1 ermöglicht eine Verbindung zwischen Anström- und der Abströmseite des Strömungselementes 2, das auch als Drossel ausgebildet sein könnte.

[0018] Bildet sich eine selbsterregte Verbrennungsschwingung im Brenner aus, so kommt es zur Ausbildung von Druckbäuchen und Druckknoten. Da sich positive und negative Druckbäuche über die Kurzschlußöffnung 1 ausgleichen können, bricht eine sich ausbildende selbsterregte Verbrennungsschwingung aufgrund des Ausgleichs der negativen und positiven Druckbäuche zusammen.

Ansprüche

1. Geschlossenes Verbrennungssystem bei dem im Eintrittsbereich eines Flächenbrenners axiale Strömungselemente (2), z.B. Drosselscheiben oder trichterartige Rohre, eingesetzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine parallel zum Strömungselement (2) verlaufende und dieses umgehende Kurzschlußöffnung (1) vorgesehen ist.

2. Verbrennungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurzschlußöffnung (1) durch einen das Strömungselement (2) umgebenden Ringspalt gebildet ist.

3. Verbrennungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Strömungselement (2) mit einem Flansch (13) versehen ist, der an über dessen Umfang verteilt angeordnete Abstandhalter, die vorzugsweise durch Verprägungen (3) gebildet sind, an einem Brennerflansch (9) abgestützt ist.

4. Verbrennungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurzschlußöffnung (1) durch mindestens eine Bohrung gebildet ist, die einen Flansch (13) des Strömungselementes (2) durchsetzt.

Claims

1. A closed combustion system in which axial flow elements (2), such as throttle plates or funnel-shaped tubes, are provided in the entry area of a plate-type burner, characterised in that at least one short-cut opening (1) is provided which extends parallel to the flow element (2) and by-passes the latter.

2. A combustion system as claimed in Claim 1 characterised in that the short-cut opening (1) is formed by an annular slot surrounding the flow element (2).

3. A combustion system as claimed in Claims 1 or 2 characterised in that the flow element (2) is provided with a flange (13) which is supported against a burner flange (9) by spacing elements distributed over the circumference of the said flange 13, such spacing elements being preferably formed by embossed elevations (3).

4. A combustion system as claimed in Claim 1 characterised in that the short-cut opening (1) is formed by at least one bore extending through a flange (13) of the flow element (2).

Revendications

1. Système de combustion fermé avec, dans l'entrée d'un brûleur en nappe, des pièces d'écoulement axiales (2), p.ex. des chicanes ou tubes coniques, caractérisé par le fait qu'il est prévu au moins un passage direct (1) parallèle à la pièce d'écoulement (2) qu'il évite.

2. Système de combustion suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le passage direct (1) est formé par une fente annulaire autour de la pièce d'écoulement (2).

3. Système de combustion suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que la pièce d'écoulement (2) est munie d'un rebord (13) qui s'appuie, par des écarteurs disposés sur son pourtour et formés de préférence par des bosses (3), sur un rebord (9) du brûleur.

4. Système de combustion suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que le passage direct (1) est formé par au moins un trou qui traverse un rebord (13) de la pièce d'écoulement (2).

Zeichnung