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Die Erfindung bezieht sich auf einen vollvormischenden atmosphärischen Strahlungsbrenner gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs.
Übliche atmosphärische. vollvormischende Gasbrenner weisen meist eine Abdeckung in Form eines mit Schlitzen oder Löchern, die Ausströmöffnungen bilden, versehenen Blechs aus einem temperaturbeständigen Stahlblech auf.
Aus der DE 4 033 396 A1 ist ein atmosphärischer Gasbrenner bekanntgeworden, der ein Brennrohr besitzt, dessen Oberseite mit einem Aufsatz versehen ist, der aus einem leitfähigen porösen hitzeresistenten Material als Teilzylinderschale geformt ist. Die Porösität Im Bereich des Aufsatzes liegt zwischen 20 und 60 %.
Aus der US 4 664 620 A ist ein atmosphärischer Strahlungsbrenner bekanntgeworden, der mit einer Flächenbelastung von etwa 32 W/cm2 betrieben wird. Die US 5 433 598 A erörtert den Einfluss der Porösität der Gasgemlsch-Durchtnttsfläche auf die Verbrennungsqualität im einzelnen.
Die Abdeckung mit einem Stützgitter oder Gerüst zu versehen oder in den Gemischraum zwischen dem Injektor und der Abdeckung ein Lochblech einzufügen, ist bekannt aus der DE 195 21 844 A.
Bei diesen Brennern ergibt sich das Problem, dass die Ausströmöffnungen solcher Abdeckungen relativ grosse Querschnitte aufweisen und aus Festigkeitsgründen erhebliche Abstände voneinander aufweisen müssen. Dies führt dazu, dass die Abdeckung solcher Brenner nur einen relativ kleinen Anteil an freier Durchtrittsfläche aufweisen und sich im Betrieb des Brenners getrennte Flammen ausbilden. Mit solchen Brennern können jedoch nicht alle Gasarten problemlos verbrannt werden, und sie besitzen nur einen kleinen Modulationsbereich.
Ziel der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und einen Brenner der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, der sich auch gut für die Verbrennung von verschiedenen Gasarten eignet und einen erweiterten Modulationsbereich aufweist.
Erfindungsgemäss wird dies bei einem Brenner der eingangs näher bezeichneten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs erreicht
Dies ermöglicht es, eine Luftzahl von 1, 1 bis 1, 30 im Auslegungspunkt zu erreichen, mit der sich Methan bzw. Erdgas problemlos verbrennen lässt. Die energetische Flächenbelastung kann hierbei zwischen 15 und 50 W/cm2 liegen.
Weiterhin ergibt sich der Vorteil einer sehr feinen Verteilung des aus dem Gemischraum austretenden Gemisches und damit zur Ausbildung sehr kleiner und sich dicht an dicht ausbildender Flammen.
Weiterhin ergibt sich der Vorteil, dass die Abdeckung sehr hoch temperaturbeständig ist. Ausserdem ergibt sich dadurch auch eine sehr feine Verteilung der Ausströmöffnungen. Schliesslich ergibt sich durch die Beschichtung der Fasern der Vorteil einer verbesserten mechanischen Stabilität und eines erhöhten Strahlungsemissionskoeffizienten.
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen :
Fig. 1 eine axonometrische Darstellung eines erfindungsgemässen Brennerstabes,
Fig. 2 und 3 Querschnitte durch verschiedene Ausführungsformen eines Brennerstabes nach der Fig. 1,
Fig. 4 einen erfindungsgemässen Flächenbrenner und
Fig. 5 eine Stirnansicht eines Flächenbrenners nach der Fig. 4.
Gleiche Bezugszeichen bedeuten in allen Figuren gleiche Einzelheiten.
Ein überstöchiometnsch mit einer Luftzahl von 1, 0 bis 1, 9 betriebenen Brennerstab 1 nach der Fig. 1 weist einen Injektor 2 auf, der In einem unteren Bereich 9 einer Stirnwand 4 einer Gemischkammer 3 gehalten ist und In das Innere 8 der Gemischkammer 3 hineinragt. Dabei ragt der Injektor 2 im wesentlichen bis zur Mitte der Gemischkammer 3 hinein.
In dem oberen Bereich der Gemischkammer 3 sind Einfassungen 5 angeordnet, in denen eine
Abdeckung 6 gehalten ist.
Diese Abdeckung 6 ist mit einer Vielzahl von Löchern versehen, die eine freie Durchtrittsfläche von 30 bis 45% aufweisen oder ist durch ein feines Gitter oder Gewebe aus einem Gewebe oder Gewirke aus hochtemperaturbeständigen Keramikfasern (z. B. Silikatfaser aus Si02/95 % und A1203/4 %) hergestellt. Die
Grösse der Durchtrittsfläche ist so gewählt, dass sich eine Flächenbelastung von 15 - 50 W/cm2 ergibt. Die
Flächenbelastung kann durch einen grösseren Gas-Luft-Gemisch-Strom erhöht werden.
Weiterhin können die Keramikfaser-Gewebe oder-Gewirke mit einer hochtemperaturbeständigen Be- schichtung z. B. aus Siliziumcarbid oder Siliziumnitrid versehen sein, um die mechanische Stabilität und den
Strahlungsemissionskoeffizienten zu erhöhen.
Wie aus den Fig. 2 und 3 zu ersehen ist, kann im Inneren 8 der Gemischkammer 3 oberhalb des
Injektors 2 ein Lochblech 7 angeordnet sein, das für eine gleichmässige Verteilung des Gemisches im Raum oberhalb des Lochblechs 7 sorgt.
Dieses Lochblech 7 kann eben oder konvex gekrümmt bezüglich der Durchströmung ausgebildet sein.
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Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemässen Brenners. Bel diesem ist eine Gemischkammer 3'vorgesehen, in deren Stirnseite 4'mehrere Injektoren 2 gehalten sind. Auch bel diesem Brenner ist in dessen obersten Bereich eine Einfassung 5 vorgesehen, In der eine Abdeckung 6 gehalten ist. Die Flächenbelastung liegt zwischen 10 und 60 W/cm2.
Wie aus der Fig 5 zu ersehen ist, ist die Abdeckung 6 auch bei der Ausführungsform nach der Fig. 4 konvex gekrümmt, wobei die Abdeckung 6 des Brenners nach den Fig. 4 und 5 aus dem gleichen Material hergestellt sein kann, wie jene die bei einem Brenner nach den Fig. 1 bis 3 vorgesehen sind.
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