AT408027B - Luftstufenbrenner - Google Patents

Description

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   Die Erfindung bezieht sich auf einen Luftstufenbrenner gemäss dem Oberbegriff des Anspru-   ches 1  
Bei bekannten derartigen Luftstufenbrennern ist der Luftverteiler im wesentlichen zylindrisch ausgebildet und ist mit gleichmässig über den Mantel des Luftverteilers verteilt angeordneten Luft- auslassöffnungen versehen, die im wesentlichen gleich gross sind, sodass sich für den gesamten
Luftverteiler eine im wesentlichen einheitliche spezifische Luftaustrittsfläche ergibt. 



   Bei solchen Luftstufenbrennern ergibt sich jedoch der Nachteil, dass im der Brennerbodenplatte nahen Bereich Luftzahlen gegeben sind, bei denen zwar ein zündfähiges Gemisch sichergestellt ist, aber durch den hohen Sauerstoffgehalt NOx in einem erheblichen Ausmass thermisch gebildet wird. 



   Ziel der Erfindung ist es, diesen Nachteil zu vermeiden und einen Luftstufenbrenner der ein- gangs erwähnten Art vorzuschlagen, bei dessen Betrieb nur wenig NOx entsteht. 



   Erfindungsgemäss wird dies bei einem Luftstufenbrenner der eingangs erwähnten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 erreicht. 



   Durch die vorgeschlagenen Massnahmen ist es auf einfache Weise möglich, die Luftzahlen in verschiedenen Bereichen des Brennraumes an die jeweiligen Erfordernisse im Hinblick auf eine weitgehende Reduktion des NOx Ausstosses anzupassen. Dabei können im der Brennerbodenplatte benachbarten Bereich des Brennraumes bzw. des Luftverteilers Luftzahlen im Bereich von ca.
0,6 bis 0,9 erreicht werden. Bei solchen Luftzahlen liegt ein zündfähiges Gemisch vor, wobei es jedoch durch den Sauerstoffmangel kaum zur Bildung von NOx kommt. 



   Im dem mittleren Bereich des Luftverteilers entsprechenden Bereich des Brennraumes erfolgt eine weitere Verbrennung des vorher gebildeten zündfähigen Gemisches. Dabei wird in der Regel Wärme an die Umgebung, zumeist an einen Warmetauscher, ausgekoppelt und dadurch das Temperaturniveau in der Verbrennungszone gesenkt. Dadurch wird ebenfalls das Ausmass der Bildung von NOx sehr erheblich abgesenkt. 



   Im von der Brennerbodenplatte entferntesten Bereich des Luftverteilers findet die Restluftzugabe zur Erreichung überstöchiometrischer Luftverhältnisse statt. Dadurch ist es möglich, einen vollstandigen Ausbrand des Brenngas-Luftgemisches sicherzustellen. Durch die vorherige Wärmeauskopplung im mittleren Bereich des Brennraumes werden die beim vollständigen Ausbrand erreichten Spitzentemperaturen deutlich abgesenkt und die Bildung von NOx ohne Nachteile bei den CO-Emissionen drastisch reduziert. 



   Durch entsprechende Wahl der axialen Erstreckungen der drei Zonen des Luftverteilers ist es ebenfalls möglich, die Verhältnisse bei der Verbrennung im Sinne einer Reduktion der NOx Bildung zu beeinflussen. 



   Besonders günstige Verhältnisse ergeben sich durch die Merkmale des abhängigen Anspruches
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert, die schematisch einen erfindungsgemässen Luftstufenbrenner zeigt. 



   Bei einem erfindungsgemässen Luftstufenbrenner ist ein Brennraum 1 an seiner Unterseite mit einer Brennerbodenplatte 3 abgeschlossen. In dieser Brennerbodenplatte 3 sind entlang einer Umfangslinie verteilt angeordnete Gasdüsen 8 vorgesehen, die über einen nicht dargestellten Gasanschluss mit Gas versorgt sind
Weiters ist die Brennerbodenplatte 3 von einem zentral angeordneten Luftanschlussstutzen 6 durchsetzt, der im Inneren des Brennraumes 1 in einen Luftverteiler 2 übergeht. 



   Der Luftverteiler 2 weist in seinem der Brennerbodenplatte 3 angrenzenden Bereich 10 des Luftverteilers 2 Luftauslassöffnungen 13 auf, die in diesem Bereich für Luftzahlen im Bereich von 0,6 bis 0,9 sorgen. Dies bedeutet, dass im Bereich 10 des Luftverteilers 2 zwar ein zündfähiges Gemisch entsteht, dass aber bei dessen Verbrennung Sauerstoffmangel herrscht und es daher kaum zur thermischen Bildung von NOx kommt. 



   Im mittleren Bereich 11 des Luftverteilers 2 fehlen Luftauslassöffnungen. In diesem Bereich erfolgt eine weitere Abreaktion des vorher gebildeten Gemisches, wobei in diesem Bereich auch eine Auskopplung von Wärme uber einen nicht dargestellten Wärmetauscher efolgt, wodurch die Temperatur des Gemisches entsprechend abgesenkt wird. Auch dies führt dazu, dass kaum NOx gebildet wird. 



   Im obersten Bereich 12 des Luftverteilers 2 sind ebenfalls Luftausströmöffnungen 14 vorge- 

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 sehen, über die Restluft zugegeben wird, um überstöchiometrische Luftverhältnisse sicherzustellen Dadurch wird ein vollständiger Ausbrand des Brenngas-Luftgemisches ermöglicht, wodurch die Bildung von CO weitgehend vermieden wird.

   Durch die vorherige Warmeauskopplung im mittleren Bereich des Brennraumes 1 werden die beim vollstandigen Ausbrand erreichten Spitzentemperaturen deutlich abgesenkt und daher die thermische Bildung von NOx ohne Nachteil für den CO Ausstoss sehr weitgehend abgesenkt 
PATENTANSPRÜCHE : 
1 Luftstufenbrenner mit einer Brennerbodenplatte (3), in der über eine Umfangslinie verteilt
Gasdüsen (8) angeordnet sind, die mit einem Gaseinlassstutzen in Verbindung stehen, wo- bei ein zentraler, die Brennerbodenplatte (3) durchsetzender Luftanschlussstutzen (6) vor- gesehen ist, der in einen von der Brennerbodenplatte (3) abgeschlossenen Brennraum (1) hineinragenden Luftverteiler (2) übergeht, der innerhalb des Brennraumes (1) mit Luftaus- lassöffnungen (13,14) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftverteiler (2) lediglich in seinem der Brennerbodenplatte (3)

   benachbarten Bereich (10) und in seinem von der Brennerbodenplatte (3) entferntesten Bereich (12) mit Luftauslassöffnungen (13,
14) versehen ist, wobei ein dazwischen liegendes Bereich (11) des Luftverteilers (2) einen dichten Mantel aufweist.

Claims (1)

1. 2. Luftstufenbrenner nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die spezifische Luft- austrittsfläche der Luftauslassöffnungen (13) im der Brennerbodenplatte (3) angrenzenden Bereich (10) grösser als in dem von der Brennerbodenplatte (3) entferntesten Bereich (14) des Luftverteilers (2) ist.

   HIEZU 1 BLATT ZEICHNUNGEN