AT396019B

AT396019B - Brenner

Info

Publication number: AT396019B
Application number: AT212090A
Authority: AT
Original assignee: Vaillant Gmbh
Priority date: 1990-10-22
Filing date: 1990-10-22
Publication date: 1993-05-25
Also published as: ATA212090A

Description

AT 396 019 B

Die Erfindung bezieht sich auf einen Brenner mit mindestens einem mit einem Gas-Luftgemisch beaufschlagbaren Brennrohr, das mit radialen Austrittsöffnungen, durch die das Gemisch austreten kann, versehen ist, die entlang des Brennrohres angeordnet sind, wobei in der Nähe des Brennrohres mindestens eine parallel zu diesem verlaufende Einrichtung, vorzugsweise aus Keramik, zur Kühlung der Flammen angeordnet ist

Bei bekannten derartigen Brennern sind die Einrichtungen zur Kühlung der Flammen durch Stäbe gebildet, die parallel zum Biennrohr angeordnet sind. Bei solchen Brennern wird eine gewisse Reduktion des Ausstoßes an NOx erreicht.

Bei den bekannten Lösungen sind diese Flammenkühlstäbe im Kembereich der Flammen angeordnet. Dies führt nun dazu, daß zum Teil die Flammen zu stark gekühlt werden und es zur Bildung von CO aufgrund einer unvollkommenen Verbrennung kommt. Dadurch kommt es nicht nur zu einem entsprechend hohen Schadstoffausstoß, sondern auch zu einer Verschlechterung des Wirkungsgrades des Brenners.

Ziel der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und einen Brenner der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, bei dem einerseits die Bildung von NOx weitgehend vermieden und andererseits eine weitgehend vollständige Verbrennung sichergestellt ist, so daß der Ausstoß von CO unterbleibt.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Einrichtung zur Kühlung der Flammen durch einen kammförmigen Bauteil gebildet ist, dessen die Zähne des Bauteiles verbindender Steg neben einer Reihe von Austrittsöffnungen angeordnet ist, wobei die Zähne in zwischen den Austrittsöffnungen des Brennrohres senkrecht zur Achse des Brennrohres verlaufenden Ebenen angeoidnet sind.

Durch diese Maßnahmen ist sichergestellt, daß die Flammen in deren in Richtung der Reihen der Durchbrüche einander zugekehrten Randbereichen, in denen es zu besonders hohen Temperaturen und damit zu ein»1 verstärkten Bildung von NOx kommt und in denen auch der Luftsauerstoff in diese eindiffundiert, gekühlt werden, so daß die zur Bildung von NOx erforderliche Temperatur in diesen Bereichen nicht mehr erreicht werden kann. Da die Zähne des Kammes aber nicht direkt in die Flammen hineinreichen, wird aber eine Kühlung des Kembereiches der Flammen weitgehend vermieden, so daß in diesen Bereichen eine vollständige Verbrennung sichergestellt ist Dadurch wird die Bildung von CO weitestgehend unterbunden und ein hoher Wirkungsgrad des Brenners sichergestellt.

Bei einem Brenner der eben geschilderten Art, bei dem pro Brennrohr mehrere Reihen von Austrittsöffnungen vorgesehen sind, kann vorgesehen sein, daß der kammförmige Bauteil zwischen je zwei Reihen von Austrittsöffnungen angeordnet ist

Durch diese Maßnahmen wird eine ausreichende Kühlung jener Bereiche des Brenners, in denen die Sekundärluft in die Flammen eindiffundiert, sichergestellt, wobei mit einem Minimum an Teilen das Auslangen gefunden wird.

Weiters kann vorgesehen sein, daß der Steg dem Brennrohr zugekehrt angeordnet ist und die Zähne des Kammes im wesentlichen radial verlaufen.

Dadurch kommt es zu einer besonders guten Abfuhr von Wärme aus dem unteren Bereich der Flammen, in dem auch die Sekundärluft in die Hammen eindiffundiert. Dadurch wird eine sehr weitgehende Reduzierung des Ausstoßes an NOx sichergestellt.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann vorgesehen sein, daß der kammartige Bauteil in einer zu einer Tangentialebene des Brennrohres parallelen Ebene angeordnet ist und mit seinen Zähnen zwischen die Hammen eingreift.

Auf diese Weise ist sichergestellt, daß der Kamm oder die Kämme mit ihren Zähnen zwischen die Hammen eingreifen und dadurch jede Hamme an drei Seiten gekühlt wird, wodurch jene Bereiche der Flammen, in denen die Sekundärluft in die Hammen eindiffundiert, wodurch die Bildung von NOx nahezu verhindert wird. Da der Kembereich der Hammen durch diese Maßnahmen nicht gekühlt wird, kommt es dabei zu keinem vermehrten Ausstoß an CO beziehungsweise zu keiner Verminderung des Wirkungsgrades des Brenners.

Um eine entsprechende Wärmeabfuhr sicherstellen zu können, kann weiters vorgesehen sein, daß die Breite bzw. Materialstärke des Kammes 2 bis 10 mm beträgt.

In dieser Hinsicht kann weiters vorgesehen sein, daß die Breite (x) der Zahnlücken des Kammes 5 bis 60 mm und die Höhe (y) des Kammes 20 bis 60 mm beträgt, wobei das Verhältnis der Breite (x) der Zahnlücken zur Höhe (y) des Kammes zwischen 0,3 und 12 liegt.

Durch diese Maßnahmen ergeben sich sehr vorteilhafte Verhältnisse im Hinblick auf die Kühlung der Flammen in deren Randbereichen.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert Dabei zeigen

Fig. 1 Schematisch einen erfindungsgemäßen Brenner,

Fig. 2 einen Kamm, wie er für einen erfindungsgemäßen Brenner vorgesehen ist, und

Fig. 3 bis 5 Querschnitte durch erfindungsgemäße Brenner.

Die Fig. 1 zeigt schematisch einen erfindungsgemäßen Brenner. Bei diesem ist ein Brennrohr (1) über ein Mischrohr (2), in das über eine nicht dargestellte Gasdüse Gas eingeblasen wird, wobei Luft mitgerissen wird, die sich im Mischrohr (2) mit dem Gas vermischt. Dieses Brennrohr (1) ist mit mindestens einer entlang einer Mantellinie des Brennrohres (1) verlaufenden Reihe von Durchbrüchen versehen, über die das Gemisch radial aus dem Brennrohr (1) austreten kann und die Hammen speist -2-

Claims

AT 396 019 B Neben dieser Reihe von Durchbrüchen sind Kämme (3) angeordnet, die aus Keramik oder aus Metall hergestellt sind. Die Zähne (4) der Kämme (3) sind in senkrecht zur entlang einer Mantellinie des Brennrohres (1) verlaufenden Reihe von Durchbrüchen verlaufenden Ebenen angeordnet und befinden sich zwischen den Durchbrüchen über die die Flammen (5) mit dem brennbaren Gemisch aus dem Brennrohr (1) gespeist werden. Dabei weisen, wie aus der Figur 2 zu ersehen ist, die Zahnlücken (6) eine Breite (x) und der Kamm (3) eine Höhe (y) auf. Die Breite (x) der Zahnlücken (6) beträgt dabei 5 bis 60 mm und die Höhe (y) des Kammes (3) 20 bis 60 mm, wobei das Verhältnis der Breite (x) der Zahnlücken zur Höhe (y) des Kammes (3) 0,3 bis 12 beträgt. Die Breite (b) bzw. Materialstärke des Kammes beträgt vorzugsweise 2 bis 10 mm. Die Fig. 3 bis 5 zeigen verschiedene Anordnungen der Kämme (3). Bei der Ausführungsform nach der Fig. 3, die ein Brennrohr (1) mit drei Reihen von Durchbrüchen zeigt, sind die Kämme (3) zwischen je zwei Reihen von Durchbrüchen angeordnet. Durch diese Anordnung der Kämme (3) ist sichergestellt, daß alle Flammen in deren dem Brennrohr (1) nahen Bereichen, in denen die Sekundärluft in die Flammen eindiffundiert, durch die Kämme entsprechend gekühlt weiden und dadurch die Bildung von NOx weitgehend vermieden wird. Dabei sind die die Zähne (4) der Kämme (3) verbindenden Stege (7) dem Brennrohr (1) zugekehrt, sodaß sich gerade aus diesem Bereich eine gute Wärmeabfuhr ergibt. Die Fig. 4 zeigt ein Brennrohr (1) mit zwei Reihen von Durchbrüchen, wobei die Kämme (3) zwischen diesen beiden Reihen von Durchbrüchen, bzw. Flammen (5) und an den Außenseiten derselben angeordnet sind. Dadurch ergibt sich eine besonders gute Kühlung der Flammen (5) und damit eine sehr weitgehende Vermeidung derNOx-Bildung. Eine weitere Variante der Anordnung von Kämmen ist in der Fig. 5 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform sind die beiden Kämme (3) im wesentlichen in einer zum Brennrohr (1) tangentialen Ebene angeordnet und greifen mit ihren Zähnen (4) in die Zwischenräume zwischen den in den einzelnen Reihen von Durchbrüchen einander benachbarten Flammen ein. Bei dieser Ausführungsform werden die einzelnen Flammen an drei Seiten gekühlt, wodurch eine besonders gute Kühlung jener Bereiche der Flammen sichergestellt ist, in denen die Sekundärluft in die Hammen (5) eindiffundiert, wodurch die Bildung von NOx praktisch verhindert ist, ohne dadurch einen erhöhten Ausstoß an CO zu bewirken. PATENTANSPRÜCHE 1. Brenner mit mindestens einem mit einem Gas-Luftgemisch beaufschlagbaren Brennrohr, das mit radialen Austrittsöffnungen, durch die das Gemisch austreten kann, versehen ist, die entlang des Brennrohres angeordnet sind, wobei in der Nähe des Brennrohres mindestens eine parallel zu diesem verlaufende Einrichtung, vorzugsweise aus Keramik, zur Kühlung der Flammen, angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Kühlung der Hammen (5) durch einen kammförmigen Bauteil (3) gebildet ist, dessen die Zähne (4) des Bauteiles (3) verbindender Steg (7) neben einer Reihe von Austrittsöffnungen angeordnet ist, wobei die Zähne (4) in zwischen den Austrittsöffnungen des Brennrohres (1) senkrecht zur Achse des Brennrohres (1) verlaufenden Ebenen angeordnet sind.
2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg (7) dem Brennrohr (1) zugekehrt angeordnet ist und die Zähne (4) des Kammes (3) im wesentlichen radial verlaufen.
3. Brenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Breite (x) der Zahnlücken (6) zur Höhe (y) des kammförmigen Bauteiles (3) zwischen 0,3 und 12 liegt.
4. Brenner nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der kammförmige Bauteil (3) in einer zu einer Tangentialebene des Brennrohres (1) parallelen Ebene angeordnet ist und mit seinen Zähnen (4) zwischen die Hammen (5) eingreift. Hiezu 1 Blatt Zeichnung -3-