AT397569B - Brenner - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Brenner, bestehend aus zumindest einer länglichen, mit einem Brenngasverbrennungsluftgemisch speisbaren Brennerkammer, deren oberseitige Wandung Gemischaustrittsöffnungen aufweist.

Ein solcher Brenner ist als atmosphärischer Vormischgasbrenner bekanntgeworden aus der DE-OS 3 5 715 968. Hierbei ist vorgesehen, daß zwischen den einzelnen Brennerkammern Hilfsgaskanäle vorgesehen sind, durch die unverbranntes Brenngas austritt, so daß die zwischen den Brennerkammern aufsteigende Sekundärluft mit Brenngas angereichert wird.

Diese Anreicherung der Sekundärluft mit Brenngas führt zu einer sauerstoffverarmten Atmosphäre der Sekundärluft und damit zu einem Herabdrücken der bei der Verbrennung des eigentlichen Brenngasprimär-10 luftgemisches entstehenden Stickoxide.

Aus der DE-OS 36 23 103 ist es bekannt, bei einem gebläseunterstützten Umlauf-Wasserheizer mit Hilfe des Gebläses Abgas aus dem Abgasrohr in den Brenner zurückzuführen. Hierbei kann das rezirkulie-rende Abgas der Sekundärluft beigemischt werden, es kann auch der Primärluft oder beiden aufgegeben werden. 15 Durch die Abgasrezirkulation gelingt auch eine Sauerstoffverarmung der Verbrennungsluft und damit eine Herabdrückung der bei der eigentlichen Verbrennung entstehenden Stickoxidanteile.

Ein weiterer Weg zur Herabdrückung des bei der Verbrennung entstehenden Stickoxidanteils liegt darin, den Primärluftbeimischungsgehalt zum Brenngas möglichst groß zu halten und auf eine Zuführung von Sekundärluft weitestgehend zu verzichten. 20 Bei der Erhöhung des Primätluftanteiles im Gemisch treten allerdings Probleme hinsichtlich der Stablisierung der Brennerflammen auf, weil die Brennerflammen bei der Verbrennung eines solchen Gemisches zum Abheben von dem Gemischaustrittsöffnungen des Brenners neigen. Man hat schon versucht, einem solchen Abheben durch Anordnung sogenannter Halteflammen vorzubeugen, die jedoch einen bestimmten Mindestdurchmesser ihrer Austrittsöffnungen benötigen. Wenn sich nun der Primärluftan-25 teil erhöht, vergrößert sich auch das durch diese Gemischaustrittsöffnungen austretende Volumen und - bei konstanter Querschnittsfläche dieser Austrittsöffnungen - die Strömungsgeschwindigkeit. Dies macht sich aber sowohl bei den Brennerflammen selbst als auch bei den Halteflammen bemerkbar, die dann gleichfalls zum Abheben neigen.

Unter Berücksichtigung des Löschabstandes ist es aber nicht tunlich, den Querschnitt der Gemischaus-30 trittsöffnungen für die Halteflammen in der Wandung der Brennerkammer zu vergrößern, weil dadurch die Gefahr eines Zurückschlagens der Halteflammen in das Innere der Brennerkammer eintreten würde.

Um nun die Flammen eines mit einem Gemisch hoher Luftzahl gespeisten Brenners, bei dem mit einem Abheben der Brennerflammen zu rechnen ist, zu stabilisieren, wird erfindungsgemäß zur Lösung der oben bezeichneten Aufgabe vorgeschlagen, daß zumindest ein mit Gemischaustrittsöffungen für Halteflam-35 men versehenes, parallel zur Brennerkammer verlaufendes Brennerrohr od. dgl. Führung für ein Gemisch mit niedriger Luftzahl im Bereich der Gemischaustrittsöffnungen der Brennerkammer, also im Breich der Wurzeln der Brennerflammen verlaufend angeordnet ist.

Die Erfindung beruht demnach auf der Erkenntnis, daß ein solches Gemisch mit vergleichsweise geringer Luftzahl sehr stabil brennt und dadurch imstande ist, die mit einem Gemisch höherer Luftzahl 40 gespeisten, schadstoffärmer brennenden, aber zum Abheben neigenden Brennerflammen nötigenfalls immer wieder zu zünden und dadurch zu stabilisieren.

Mit der Gestaltung eines erfindungsgemäßen Brenners kann im Rahmen der Erfindung sogar bewußt ein Abheben der Brennerflammen herbeigeführt werden, um dadurch eine zu starke Erhitzung der Brennkammerwandung zu vermeiden. 45 Zum gleichen Zweck und mit guter Wirkung kann das Brennerrohr für die Zuführung des Gemisches mit der niedrigeren Luftzahl die Innenseite der oberseitigen Wandung der Brennerkammer verlaufend angeordnet sein, wobei dann die Gemischaustrittsöffnungen dieses Brennerrohres dessen oberseitige Wandung und die Wandung der Brennerkammer im tangierten Bereich durchsetzen.

Sind der Oberseite der Brennerkammer mehrere Brennerrohre zugeordnet, sind diese symmetrisch in so bezug zur Mittelebene der Brennerkammer anzuordnen.

In einer solchen symmetrischen Anordnung können die Brennerrohre sehr vorteilhaft auch längsseitig der Oberseite der Brennerkammer verlaufend angeordnet sein. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn der Brenner mehrere nebeneinander und parallel zueinander verlaufende Brennerkammern umfaßt. Zwischen zwei einander benachbarten Brennerkammern kann dann ein gemeinsames Brennerrohr für die 55 Zuführung des Gemisches mit der niedrigeren Luftzahl angeordnet werden.

Wenn die Brennerrohre zweier einander benachbarter Brennerkammern im Abstand voneinander verlaufend angeordnet sind, schließen sie vorteilhafterweise einen Freiraum für den Zutritt von Sekundärluft zu den Brennerflammen ein. Solche Brennerrohre können im Rahmen der Erfindung von eigenen, einzelnen 2

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Mischrohren gespeist sein, sie können aber auch über eine gemeinsame, innerhalb des Freiraumes verlaufende Mischkammer mit dem Gemisch höherer Luftzahl gespeist werden.

Die Zeichnungen zeigen Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes, und zwar zeigt Fig.1 eine erste Ausführungsform eines Brenners in einem Querschnitt,

Fig.2 eine modifizierte Ausführungsform in einem Querschnitt der Fig.3 und

Fig.3 einen Längsschnitt dieser Ausführungsform.

Fig.4 ist der Querschnitt einer weiteren Ausführungsform nach der Fig.5 und

Fig.5 zeigt deren Längsschnitt.

Fig.6 und 7 steilen Querschnitte weiterer Ausführungsformen dar und Fig.8 zeigt dazu ein Detail, gleichfalls im Querschnitt.

Dem in Fig.1 dargestellten Ausführungsbeispiel zufolge wird eine von einem sogenannten Brennstab gebildete, an ihrer Oberseite Gemischaustrittsöffnungen aufweisende Brennerkammer 1 über ein an ihrer Stirnseite einmündendes Mischrohr 2 mit einem Brenngas-Verbrennungsluft-Gemisch gespeist. Dieses Gemisch kommt dadurch zustande, daß dem Einlaß des Mischrohres 2 - gemäß Fig.3 - eine Brenngaszufuhrdüse 3 koaxial mit einem Abstand zugeordnet ist und der aus dieser Gasdüse 3 austretende Gasstrom aus diesem Abstand primäre Verbrennungsluft in das Mischrohr 2 mitnimmt und sich darin mit ihr vermischt. Die Zusammensetzung dieses Gemisches ist durch Wahl des Abstandes, durch Drosselung des Gasdruckes, durch Bemessung des Düsenquerschnittes u.dgl. Parameter derart einstellbar, daß der Luftanteil Im Gemisch, also die Luftzahl einen bestimmten Sollwert erhält.

Das aus den Gemischaustrittsöffnungen der Brennerkammer 1 austretende Gemisch bildet nach seiner Zündung im Verbrennungsbereich die Brennerflammen 4.

Der Brennerkammer 1 sind nun erfindungsgemäß Brennerrohre 5 zugeordnet, die einen kleineren Querschnitt aufweisen und deren Wandung an ihrer Oberseite gleichfalls Gemischaustrittsöffnungen aufweist. Diese Brennerrohre 5 werden über eigene Mischrohre 6 von Gasdüsen 7 mit einem Gemisch gespeist (Fig.3), das eine niedrigere Luftzahl aufweist als das der Brennerkammer 1 über das Mischrohr 2 zuströmende Gemisch.

An den Gemischaustrittsöffnungen dieser Brennerrohre 5 bilden sich - im selben Flammenbereich mit den Brennerflammen 4 - kleinere Flammen 8, die nachfolgend als "Halteflammen" bezeichnet sind, weil sie dem Zweck dienen, im Falle eines Abhebens und Erlöschens der Brennerflammen 4 eine neuerliche Überzündung des Brenners und damit dessen kontinuierliche Funktion aufrechtzuerhalten.

Ein Brennerrohr 5 für solche Halteflammen 8 kann - gemäß der Ausführungsform nach Fig.1 - in der Mitte der Brennerkammeroberseite verlaufen, solche Brennerrohre 5 können aber auch - gemäß der Rg. 2 und 3 - paarweise beidseits der Mittelebene der Brennerkammer 1 zwischen den Brennerflammen 4 angeordnet sein.

Damit sich die Halteflammen 8 wünschenswerterweise in der unmittelbaren Nähe der Flammenwurzeln der Brennerflammen 4 befinden, wo sie die ihnen zugedachte Funktion optimal zu erfüllen vermögen, sind die Brennerrohre 5 in Einbuchtungen 9 der oberseitigen Wandung der Brennerkammer 1 teilweise versenkt angeordnet. Wie Fig.3 zeigt, können die Mischrohre 6 solcher Brennerrohre 5 unmittelbar in den die Gemischaustrittsöffnungen aufweisenden Bereich übergehen.

Fig. 4 und 5 zeigen eine Ausführungsform, derzufolge die Brennerrohre 5 für die Halteflammen 8 innerhalb der Brennerkammer 1 verlaufen und die Innenseite deren oberseitiger Wandung tangieren, wobei die Gemischaustrittsöffnungen dieser Brennerrohre 5 sowohl deren Wandung als auch die Wandung der Brennerkammer 1 im tangierenden Bereich durchsetzen.

Bei Anordnung eines Paares solcher Brennerrohre 5 können diese - ähnlich wie bei der Ausführungsform nach Fig.2 - beidseits der Mittelebene der Brennerkammer 1 angeordnet werden. Die Mischrohre 6 dieser Brennerrohre 5 durchsetzen bei dieser Ausführungsform die Stirnwand der Brennerkammer 1.

Fig.6 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Brennerrohre 5 für die Halteflammen 8 längsseitig an die Oberseite der Wandung der Brennerkammer 1 ansetzen. Die Wandungen solcher Brennerkammern 1 können mit den Wandungen der benachbarten Brennerrohre 5 und Brennerkammern 1 gemeinsam aus einem Blechzuschnitt gefertigt werden und können sich über die gesamte Breite eines mehrere solche Brennerkammern 1 aufweisenden Brenners erstrecken.

Es empfiehlt sich, die Oberseite sowohl der Brennerkammern 1 als auch die der Brennerrohre 5 mit einer aufwärts gerichteten Wölbung zu profilieren , um dadurch die Halteflammen 8 in ihre ideale Position in bezug zu den Flammenwurzeln der Brennerflammen 4 zu bringen.

Bei den Ausführungsformen nach Fig. 6 und 7 wird darauf zu achten sein, daß den Brennerflammen 4 und Halteflammen 8 Sekundärluft Zuströmen soll. Bei der Ausführungsform nach Fig.7 ist der Bereich 10 zwischen den Brennerrohren 5 benachbarter Brennerkammern 1 derart zu gliedern, daß die Sekundärluft-fuhrung zwischen den über gesonderte Mischrohre 6 mit Gemisch gespeisten Brennerrohren 5 ungehindert 3

Claims (8)

1. AT 397 569 B erfolgen kann. Fig.8 zeigt eine Ausführungsform, derzufolge nur ein Mischrohr 6 eine zentrale Gemischführung 11 dieses Bereiches 10 speist, von der aus die beiden einander benachbarten Brennerrohre 5 mit dem die niedrigere Luftzahl aufweisenden Gemisch gespeist werden. 5 Patentansprüche 1. Brenner, bestehend aus zumindest einer länglichen, mit einem Brenngas-Verbrennungsluft-Gemisch speisbaren Brennerkammer, deren oberseitige Wandung Gemischaustrittsöffnungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein mit Gemischaustrittsöffnungen für Halteflammen (8) versehenes, io parallel zur Brennerkammer verlaufendes, Brennerrohr (5) od. dgl. Führung für ein Gemisch mit niedrigerer Luftzahl im Bereich der Gemischaustrittsöffnungen der Brennerkammer, also im Bereich der Wurzeln der Brennerflammen (4) verlaufend angeordnet ist.
2. 2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Brennerrohr (5) für die Zuführung des 75 Gemisches mit der niedrigeren Luftzahl in zumindest einer Einbuchtung (9) der Oberseite der Brennerkammer (1). versenkt zwischen deren Gemischaustrittsöffnungen, verlaufend angeordnet ist (Fig. 1 bis 3).
3. 3. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Brennerrohr (5) für die Zuführung des 20 Gemisches mit der niedrigeren Luftzahl, die Innenseite der oberseitigen Wandung der Brennerkammer (1) tangierend, innerhalb der Brennerkammer (1) verlaufend angeordnet ist, wobei die Gemischaustrittsöffnungen dieses Brennerrohres (5) dessen oberseitige Wandung und die Wandung der Brennerkammer (1) im tangierten Bereich durchsetzen (Fig. 4, 5).
4. 4. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß. mehrere Brennerrohre (5) in bezug zur Längs-Mittelebene der Brennerkammer (1) symmetrisch angeordnet sind (Fig. 2 bis 7).
5. 5. Brenner nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch je ein zwei einander benachbarten Brennerkammem (1) gemeinsames Brennerrohr (5) für das eine niedrigere Luftzahl aufweisende Gemisch (Fig. 6). 30
6. 6. Brenner nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch je zwei einander benachbarten Brennerkammem (1) zugeordnete, einen Freiraum (10) für den Durchtritt von Sekundärluft zwischen sich flankierende Brennerrohre (5) (Fig. 7, 8).
7. 7. Brenner nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Brennerrohre (5) einzeln von eigenen Mischrohren (6) gespeist sind (Fig. 7).
8. 8. Brenner nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Brennerrohre (5) über eine innerhalb des Freiraumes (10) verlaufende gemeinsame Mischkammer (11) und ein dieser Mischkam- 40 mer (11) zugeordnetes Mischrohr (6) mit dem die niedrigere Luftzahl aufweisenden Gemisch gespeist sind. (Fig. 8). Hiezu 2 Blatt Zeichnungen 45 50 4 55