DE102012009519A1 - Apparatus for reducing formation of pollutants caused by combustion of flame in combustion chamber of heater, has heat conducting medium, which has component or composite material having specific ratio of thermal conductivity - Google Patents
Apparatus for reducing formation of pollutants caused by combustion of flame in combustion chamber of heater, has heat conducting medium, which has component or composite material having specific ratio of thermal conductivity Download PDFInfo
- Publication number
- DE102012009519A1 DE102012009519A1 DE201210009519 DE102012009519A DE102012009519A1 DE 102012009519 A1 DE102012009519 A1 DE 102012009519A1 DE 201210009519 DE201210009519 DE 201210009519 DE 102012009519 A DE102012009519 A DE 102012009519A DE 102012009519 A1 DE102012009519 A1 DE 102012009519A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- heat
- combustion
- combustion chamber
- thermal conductivity
- conducting medium
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C99/00—Subject-matter not provided for in other groups of this subclass
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
- F23D14/46—Details, e.g. noise reduction means
- F23D14/72—Safety devices, e.g. operative in case of failure of gas supply
- F23D14/78—Cooling burner parts
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C2203/00—Flame cooling methods otherwise than by staging or recirculation
- F23C2203/20—Flame cooling methods otherwise than by staging or recirculation using heat absorbing device in flame
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verminderung der verbrennungsbedingten Bildung von Schadstoffen wie Stickstoffoxide oder unvollständig verbrannter Kohlenstoffverbindungen. Bei der Verbrennung, insbesondere innerhalb von Heizgeräten, entstehen aufgrund der hohen Flammentemperaturen thermisch bedingte Stickoxide. Auch können bei Kontakt brennender Gasgemische mit kalten Oberflächen Produkte unvollständiger Verbrennung entstehen, z. B. Kohlenstoffmonoxid. Stickstoffoxide wie auch Kohlenstoffmonoxid sind gesundheitsgefährdende Gase. Da die Verbrennungsabgase der Umwelt zugeführt werden, ist der Anteil der Stickstoffoxide und auch der Anteil unvollständig verbrannter Kohlenstoffverbindungen zu minimieren.The invention relates to a device for reducing the combustion-related formation of pollutants such as nitrogen oxides or incompletely burned carbon compounds. During combustion, especially within heating appliances, thermally induced nitrogen oxides are produced due to the high flame temperatures. Also, contact burning gas mixtures with cold surfaces incomplete combustion products may arise, for. B. carbon monoxide. Nitrogen oxides as well as carbon monoxide are harmful gases. Since the combustion gases are fed into the environment, the proportion of nitrogen oxides and also the proportion of incompletely burned carbon compounds must be minimized.
Stand der Technik zur Vermeidung von Stickstoffoxiden in Verbrennungsprozessen ist z. B. eine Senkung der Luftzahl auf einen zur vollständigen Verbrennung notwendigen Sauerstoffgehalt, womit auch eine Senkung der maximal erreichbaren Flammentemperatur erzielt wird. Stand der Technik zur Vermeidung von Kohlenstoffmonoxid in Verbrennungsprozessen ist hingegen eine Anhebung der Luftzahl, womit ein der vollständigen Verbrennung förderlicher Sauerstoffüberschuss im Gemisch erzielt wird.State of the art for the prevention of nitrogen oxides in combustion processes is z. B. a reduction of the air ratio to a necessary for complete combustion of oxygen content, whereby a reduction of the maximum achievable flame temperature is achieved. On the other hand, the prior art for avoiding carbon monoxide in combustion processes is an increase in the air ratio, which achieves an oxygen surplus which promotes complete combustion in the mixture.
Aus der Patentschrift
Ebenfalls ist der Einbau poröser Strukturen oder der Einsatz chemisch inerter Granulate im Wirbelbett bekannt, womit die Flammentemperatur an einen mittleren Wert angenähert, Spitzentemperaturen gesenkt und Minimaltemperaturen angehoben werden. Solche Lösungen sind als Katalytbrenner, Porenbrenner, Matrixbrenner oder Wirbelbettbrenner bekannt. Typischerweise bewirkt man durch die genannten Einbauten zunächst eine Vergleichmäßigung der Temperatur mit möglichst niedrigen Spitzentemperaturen bei gleichzeitig möglichst vollständiger Verbrennung. Es kann jedoch keine Nutzwärme abgeführt werden. Solche Lösungen sind aufwändig und teuer, benötigen zusätzlichen Bauraum oder verschlechtern den Wirkungsgrad der Verbrennung.Also known is the incorporation of porous structures or the use of chemically inert granules in the fluidized bed, which approximates the flame temperature to an average value, lowers peak temperatures and raises minimum temperatures. Such solutions are known as catalytic burners, pore burners, matrix burners or fluidized bed burners. By means of the above-mentioned internals, it is typical to effect a homogenization of the temperature with the lowest possible peak temperatures and, at the same time, as complete a combustion as possible. However, no useful heat can be dissipated. Such solutions are complex and expensive, require additional space or worsen the efficiency of combustion.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Vermeidung der Bildung sowohl thermischer Stickstoffoxide als auch unverbrannter Kohlenstoffverbindungen bereitzustellen, die die oben genannten Nachteile nicht aufweist.It is therefore an object of the invention to provide a device for preventing the formation of both thermal nitrogen oxides and unburned carbon compounds, which does not have the disadvantages mentioned above.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass ein wärmeleitendes Mittel eingesetzt wird zur Vergleichmäßigung der Temperatur, also zur Kühlung der Bereiche im Berennraum mit zu hoher Temperatur und zur Erwärmung der Bereiche im Brennraum mit zu niedriger Temperatur, wobei das wärmeleitende Mittel zugleich eine hohe Wärmeleitfähigkeit und eine geringe Wärmekapazität aufweist. Dadurch wird vorteilhaft sichergestellt, dass Temperaturdifferenzen schnell ausgeglichen werden, da bei Temperaturwechseln sonst eine hohe Wärmemenge zunächst für die Temperaturänderung des wärmeleitenden Mittels benötigt wird. Dies trifft sowohl für mit Wasser gefüllte Kammern oder Rohre wie auch für üblicherweise in Brennräumen verwendete metallische oder keramische Materialien zu. Der Quotient aus Wärmeleitfähigkeit und Wärmekapazität wird als Temperaturleitfähigkeit bezeichnet. Es ist somit erfindungsgemäß eine möglichst hohe Temperaturleitfähigkeit angestrebt von mindestens 500·10–6 m2/s, bevorzugt von über 1000·10–6 m2/s.According to the invention, this object is achieved in that a heat-conducting agent is used to equalize the temperature, ie for cooling the areas in Berennraum with too high a temperature and for heating the areas in the combustion chamber with too low a temperature, the heat conducting means at the same time a high thermal conductivity and has a low heat capacity. As a result, it is advantageously ensured that temperature differences are compensated quickly, since during temperature changes otherwise a high amount of heat is first required for the temperature change of the heat-conducting agent. This is true for both water-filled chambers or tubes as well as for metallic or ceramic materials commonly used in combustion chambers. The quotient of thermal conductivity and heat capacity is called thermal diffusivity. Thus, according to the invention, the highest possible thermal conductivity is desired of at least 500 × 10 -6 m 2 / s, preferably of more than 1000 × 10 -6 m 2 / s.
Bevorzugt wird als wärmeleitendes Mittel ein Wärmeleitrohr oder ein thermischer Supraleiter verwendet. Aufgrund der Tatsache, dass ein Wärmeleitrohr hohl ist, wird eine sehr geringe Wärmekapazität und damit eine hohe Temperaturleitfähigkeit erreicht, die um mehr als den Faktor 1000 über dem von massiven Metallkörpern liegt.Preferably, a heat conducting tube or a thermal superconductor is used as the heat conducting means. Due to the fact that a heat pipe is hollow, a very low heat capacity and thus a high thermal conductivity is achieved, which is more than a factor of 1000 above that of solid metal bodies.
Erfindungsgemäß ist das wärmeleitendes Mittel in Form eines Drahtes, einer Röhre eines Schaums oder eines Verbunds ausgeführt.According to the invention, the heat-conducting agent is in the form of a wire, a tube of a foam or a composite.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist das wärmeleitende Mittel mit einer Wärmesenke verbunden. Dadurch kann ein Teil der Wärme abgeführt und als Nutzwärme verwendet werden.In a further development of the invention, the heat-conducting agent is connected to a heat sink. As a result, part of the heat can be dissipated and used as useful heat.
In einer besonders bevorzugten Weiterbildung ist der Wärmestrom, der an die Wärmesenke übertragen wird, steuerbar. Damit ist kann insbesondere die Temperatur des wärmeleitenden Mittels eingestellt werden, indem nur soviel Wärme an die Wärmesenke abgeführt wird, dass die bestimmte für die Schadstoffemission vorteilhafte Temperatur nicht über- oder unterschritten wird. Dies ist insbesondere vor dem Hintergrund einer veränderlichen Brennerleistung von Bedeutung, da so bei niedriger Brennerleistung eine zu niedrige Brennraumtemperatur vermieden wird.In a particularly preferred embodiment, the heat flow that is transmitted to the heat sink, controllable. Thus, in particular, the temperature of the heat-conducting agent can be adjusted by only so much heat is dissipated to the heat sink that the particular advantageous for the pollutant emission temperature is not exceeded or fallen below. This is particularly important against the background of a variable burner performance, as a low combustion chamber temperature is avoided at low burner output.
Die Erfindung wird nun anhand der
Zusätzlich kann mit einem Wärmeübertrager
Weil gleichzeitig ein Abtransport der Wärme aus der Flamme erfolgt, nicht nur eine Vergleichmäßigung der Temperatur, kann eine größere Effizienz und eine größere Leistungsdichte erzielt werden, weil der nachgeschaltete hier nicht dargestellten Wärmetauscher zur Auskopplung der Wärme aus dem Heizgas kleiner werden darf.Because at the same time a removal of heat from the flame takes place, not only a homogenization of the temperature, a greater efficiency and a greater power density can be achieved because the downstream heat exchanger, not shown here for decoupling the heat from the heating gas may be smaller.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Heizgerätheater
- 22
- wärmeleitendes Mittelthermally conductive agent
- 33
- Luft- und BrennstoffzufuhrAir and fuel supply
- 44
- Brennraumcombustion chamber
- 55
- Abgasführungexhaust system
- 66
- WärmeträgerleitungHeat transfer line
- 77
- Pumpepump
- 88th
- WärmeübertragerHeat exchanger
- 99
- Wärmesenkeheat sink
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 3710244 C2 [0003] DE 3710244 C2 [0003]
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE201210009519 DE102012009519A1 (en) | 2011-05-16 | 2012-05-14 | Apparatus for reducing formation of pollutants caused by combustion of flame in combustion chamber of heater, has heat conducting medium, which has component or composite material having specific ratio of thermal conductivity |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102011101696 | 2011-05-16 | ||
DE102011101696.5 | 2011-05-16 | ||
DE201210009519 DE102012009519A1 (en) | 2011-05-16 | 2012-05-14 | Apparatus for reducing formation of pollutants caused by combustion of flame in combustion chamber of heater, has heat conducting medium, which has component or composite material having specific ratio of thermal conductivity |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102012009519A1 true DE102012009519A1 (en) | 2012-11-22 |
Family
ID=47088234
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE201210009519 Withdrawn DE102012009519A1 (en) | 2011-05-16 | 2012-05-14 | Apparatus for reducing formation of pollutants caused by combustion of flame in combustion chamber of heater, has heat conducting medium, which has component or composite material having specific ratio of thermal conductivity |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102012009519A1 (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3710244C2 (en) | 1987-03-28 | 1990-06-28 | Joh. Vaillant Gmbh U. Co, 5630 Remscheid, De |
-
2012
- 2012-05-14 DE DE201210009519 patent/DE102012009519A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3710244C2 (en) | 1987-03-28 | 1990-06-28 | Joh. Vaillant Gmbh U. Co, 5630 Remscheid, De |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0881366B1 (en) | Additional heating for vehicles with internal combustion engines | |
EP2467642B1 (en) | Radiant burner | |
WO2017085301A1 (en) | Method and device for adjusting the ignition characteristic of a fuel | |
DE102006017614A1 (en) | Fuel cell system and associated operating method | |
DE102013103298A1 (en) | Method of operating a solid fuel boiler | |
EP1861890B1 (en) | System with high-temperature fuel cells and tightening device for a cell stack | |
DE19943613B4 (en) | Heating system for heat and power generation | |
DE19645550A1 (en) | Emission control converter | |
DE102012009519A1 (en) | Apparatus for reducing formation of pollutants caused by combustion of flame in combustion chamber of heater, has heat conducting medium, which has component or composite material having specific ratio of thermal conductivity | |
EP1235642B1 (en) | Autothermic reforming reactor | |
DE102013017060A1 (en) | Isolating device for exhaust gas tract of internal combustion engine, particularly for catalytic converter for exhaust gas aftertreatment, of motor vehicle, has isolating element, by which exhaust gas tract area is partially surrounded | |
DE10121665A1 (en) | Vehicle with an internal combustion engine, fuel cell and catalytic converter | |
DE2922083A1 (en) | Firing plant with furnace chamber, burner and burner tuber - with preheater tube surrounding flame to vaporise fuel | |
AT3601U1 (en) | INTERNAL COMBUSTION ENGINE WITH DIRECT FUEL INJECTION INTO THE COMBUSTION CHAMBER | |
DE102007005962B4 (en) | fuel burning appliances | |
WO1998050733A1 (en) | Gas burner | |
DE4445461A1 (en) | Heater with burner head for heating piping systems and which | |
EP1256699B1 (en) | Device for the exhaust treatment in an internal combustion engine | |
DE10155226B4 (en) | Heater with a burner with pore body | |
DE102020107102A1 (en) | Temperature management of an exhaust gas aftertreatment system | |
DE824497C (en) | Method for regulating the generation of hot wind in gas-heated regenerators | |
EP0990104A1 (en) | Catalytic burner | |
DE102013214396B4 (en) | Metallic component with a reactive thermal protective layer, its use and process for its production | |
DE102011108633A1 (en) | Apparatus and method for preventing deposits on a heat exchanger | |
DE202020101167U1 (en) | Recuperative burner |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R163 | Identified publications notified | ||
R163 | Identified publications notified |
Effective date: 20121114 |
|
R005 | Application deemed withdrawn due to failure to request examination |