AT396016B - Brenner - Google Patents

Description

AT 396 016 B

Die Erfindung bezieht sich auf einen Brenner mit mindestens einem mit einem Gas-Luftgemisch beaufschlagbaren Brennrohr, das mit radialen, entlang mindestens einer Mantellinie des Brennrohres in Reihen angeordneten Durchbrüchen versehen ist, durch die das Gemisch zur Versorgung von Hauptflammen austreten kann, wobei in der Nähe des Brennrohres parallel zu diesem verlaufende, hohle Brennerstäbe, vorzugsweise aus 5 Keramik, angeordnet sind.

Bei der Bildung von Stickoxiden sind zwei Bildungsmechanismen von Bedeutung. Eine davon erfolgt aufgrund von Sauerstoffmangel in der primären Verbrennungszone und der daraus folgenden Bildung von Radikalen. Daraus abgeleitet ergibt sich die Zielsetzung, zur Vermeidung der Bildung von Stickoxiden, möglichst schnell Sauerstoff in die primäre Verbrennungszone eindiffundieren zu lassen. Weiter kommt es zur Bildung von 10 Stickoxiden bei Überschreitung bestimmter Temperaturen.

Bei einem in der DE-OS 3 916142 beschriebenen Brenner der eingangs erwähnten Art sind die Brennerstäbe von einer Kühlflüssigkeit durchströmt und dienen zur Kühlung der Flammen beziehungsweise der vorbeiströmenden Sekundärluft, wodurch die Bildung von Stickoxiden aus thermischen Gründen vermindert wird.

Es hat sich allerdings gezeigt, daß durch diese, in konstruktiver Hinsicht und im Hinblick auf den Betrieb IS eines solchen Brenners aufwendige Lösung, die Bildung von NOx nicht im »wünschten Ausmaß reduziert werden kann.

Ziel der Erfindung ist es, einen Brenner der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, bei dem die Bildung von NOx noch weiter reduziert ist.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Wände der Brennerstäbe in zur Sauerstoffdiffusion 20 geeigneter Weise aus porösem Material hergestellt oder mit einer Perforation versehen sind und daß das Innere der

Brennerstäbe an eine Luftversorgung angeschlossen ist, welche einen Zuluftsammelraum und einen Abluftsammelraum aufweist, wobei der Abluftsammelraum über eine Leitung mit der Zuström- oder der Abströmseite eines Wärmetauschers verbindbar ist.

Durch diese Maßnahmen ist einerseits eine gute Kühlung der Flammen sichergestellt, und gleichzeitig wird 25 eine zwangsweise Zufuhr von Sekundärluft, die rasch in die Flammen eindiffundieren kann, erreicht. Dadurch wird ein Sauerstoffmangel im Bereich der Flammen und folglich auch ein Schadstoffausstoß weitgehend vermieden. Durch die Weiterleitung der Luft in den Abgasstrom vor oder hinter dem Wärmetauscher kann die den Flammen entnommene Wärme nutzbringend verwertet werden.

Zweckmäßigerweise wird die Durchströmung der Luft durch die Brennerstäbe mittels eines Gebläses 30 erzwungen. Im Falle eines Ausfalls eines solchen Gebläses bleibt die Kühlwirkung der Brennerstäbe weitgehend erhalten.

Durch die erfindungsgemäß vorgesehene Zufuhr von Luft in den Bereich der Flammen wird auch die Bildung von CO trotz der Abkühlung der Flammen vermieden.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann vorgesehen sein, daß über jedem Brennrohr ein die 35 Flammen durchsetzend» Brennerstäb angeordnet ist

Auf diese Weise ist sichergestellt, daß die Luft direkt in die Flammen eingebracht w»den kann und daher die Reaktionsgeschwindigkeit von Brennstoff mit Sauerstoff nicht mehr durch die Sauerstoffdiffusionsgeschwindigkeit bestimmt wird. Damit wird die Bildung von NOx besonders weitgehend reduziert

Nach einem weiteren Merkmal d» Erfindung kann vorgesehen sein, daß der Abluftsammelraum üb» eine in 40 d» Leitung angeordneten Klappe wahlweise mit der Zuströmseite oder mit der Abströmseite des Wärmetauschers dessen Primäikreises zur Nachwärmung der Abgase verbindbar ist

Durch diese Maßnahmen ist es möglich, insbesondere in der Startphase des Brenners, die Abgase nachzuwärmen und damit eine Taupunktunterschreitung im Kamin zu vermeiden.

Vorzugsweise wird die Luftzufiihr in Abhängigkeit von Brennerparametem gesteuert 45 Auf diese Weise ist es möglich, den Brenner beziehungsweise dessen Flammen situationsabhängig, zum Beispiel in Abhängigkeit von der momentanen Belastung, mit Luft zu versorgen, wodurch sich eine weitgehend optimale Verbrennung und ein geringstmöglicher Schadstoffausstoß ergibt.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert

Dabei zeigen: 50 Figur 1 einen teilweisen Querschnitt durch ein mit einem erfindungsgemäßen Brenner bestücktes Heizgerät und

Figur 2 schematisch einen »findungsgemäßen Brenner. D» Brenn» (1) des Heizgerätes nach der Figur 1 ist mit einer Reihe von Brennrohren oder Brennplatten (2) bestückt die über je eine Gasdüse (3) und ein Mischrohr (4) mit einem Gas-Luftgemisch beaufschlagbar sind. 55 Vertikal oberhalb jeden Brennrohres (2) ist ein Brennerstab (5) angeordnet der vorzugsweise aus einem k»amischen Material oder einem temperaturbeständigen Stahl hergestellt ist

Diese Brennerstäbe (5) sind rohrförmig ausgebildet und weisen eine poröse Wand oder eine mit Perforierungen versehene Wand auf. Die Brennerstäbe (5) sind, wie aus der Figur 2 zu ersehen ist mit einem Zuluftsammelraum (6) und einem Abluftsammelraum (7) verbunden, wobei der Zuluftsammelraum (6) von 60 einem nicht dargestellten regelbaren Gebläse beaufschlagt ist.

Dabei erfolgt die Regelung des Gebläses in Abhängigkeit von den jeweils herrschenden Betriebsbedingungen -2-

Claims (3)

1. AT 396 016 B des Brenners, die über entsprechende Fühler erfaßt werden und deren Signale in einer Auswerteschaltung verarbeitet werden. Der Abluftsammelraum (7) ist über eine Leitung (8) und eine Klappe (9) entweder mit einer unterhalb des Wärmetauschers (11) in diesen mündenden Öffnung (12) oder mit dem Einlaß einer weiteren Leitung (13) verbunden, die in die oberhalb des Wärmetauschers (11) angeordnete Abgassammelhaube (14) mündet Weiter weist das Heizgerät noch einen Heizschacht (15), in dem Kühlschlangen angeordnet sind, auf. Während des Betriebes wird den Flammen über die Brennerstäbe (5) Luft zugeführt die durch ein nicht dargestelltes Gebläse in den Zuluftsammelraum (6) mit einem bestimmten Überdruck eingespeist wird. Ein Teil der Luft strömt über die Brennerstäbe (5), die eine poröse oder perforierte Wand aufweisen, direkt in die Flammen, wodurch ein Sauerstoffmangel im Bereich der Flammen vermieden wird. Der restliche Teil der in die Brennerstäbe (5) einströmenden Luft kühlt die Brennerstäbe (5) und damit die Flammen, wodurch die thermische Bildung von NOx vermieden wird, und gelangt in den Abluftsammelraum (7) und von dort, je nach der Stellung der Klappe (9), entweder im Bereich der Zuströmseite des Wärmetauschers (11) in den Abgasstrom und gibt dabei die von den Flammen aufgenommene Wärme an den Wärmetauscher (11) ab oder an der Abströmseite des Primärkreises des Wärmetauschas (11) in den Abgasstrom und wärmt diesen nach. Dies ist insbesondere während der Startphase des Brenners von Vorteil, weil dadurch eine Taupunktunterschreitung im Kamin vermieden wird. PATENTANSPRÜCHE 1. Brenner mit mindestens einem mit einem Gas-Luftgemisch beaufschlagbaien Brennrohr, das mit radialen, entlang mindestens einer Mantellinie des Brennrohres in Reihen angeordneten Durchbrüchen versehen ist, durch die das Gemisch zur Versorgung von Hauptflammen austreten kann, wobei in der Nähe des Biennrohres parallel zu diesem verlaufende, hohle Brennerstäbe, vorzugsweise aus Keramik, angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Wände der Brennerstäbe (5) in zur Sauerstoffdiffusion geeigneter Weise aus porösem Material hergestellt oder mit einer Perforation versehen sind und daß das Innere der Brennerstäbe (5) an eine Luftversorgung angeschlossen ist, welche einen Zuluftsammelraum (6) und einen Abluftsammelraum (7) aufweist, wobei der Abluftsammelraum (7) über eine Leitung (8) mit der Zuström- oder der Abströmseite eines Wärmetauschers (11) verbindbar ist
2. 2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß über jedem Brennrohr (2) ein die Flammen durchsetzender Brennerstab (5) angeordnet ist
3. 3. Brenner nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abluftsammelraum (7) über eine in der Leitung (8) angeordneten Klappe (9) wahlweise mit der Zuströmseite oder mit der Abströmseite des Wärmetauschers (11) zur Nachwärmung der Abgase verbindbar ist. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen -3-