DE19729718A1 - Brennerkörper für einen Brenner für gasförmige Brennstoffe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Brennerkörper für einen Brenner für gasförmige Brennstoffe nach dem Oberbegriff des Patenanspruches 1.

Ein mit einem derartigen Brennerkörper versehenen Brenner ist aus DE-A-4322109 bekannt. Bei diesem Brenner nimmt die Porosität des Materials in Strömungsrichtung des Gas-Luft-Gemisches zu und zwar in solchem Maße, daß keine Flammenbildung in der ersten, stromaufwärts liegenden Zone mit geringer Porosität auftreten kann, während dies jedoch in einer sich daran anschließenden zweiten Zone mit einer offeneren Porosität möglich ist. Also wird mit Sicherheit vorgebeugt daß die Flamme in die stromaufwärts liegende Mischkammer zurückschlägt, weil die Flammenbildung erst innerhalb des porösen Materials der zweiten Zone stattfindet.

Am Anfang oder kurz vor dieser zweiten Zone ist eine Zündvorrichtung angeordnet, die das durchströmende Gemisch entzünden soll. Nachdem das Gemisch entzündet worden ist, brennt die Flamme zunächst an der Oberfläche der zweiten Zone und "kriecht" dann allmählich stromaufwärts, bis die Flamme ganz in der zweiten Zone steht. Während dieser Startzeit ist der Ausstoß schädlicher Verbrennungsprodukte, insbesondere CO, hoch. Für Anwendungen im Ein-Aus-Betrieb des Brenners ist ein derartiger CO-Ausstoß unakzeptabel.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu beheben und den Zündvorgang zu beschleunigen.

Der erfindungsgemäße Brennerkörper besitzt die im Patentanspruch l genannten Merkmale.

Im Bereich der Zündvorrichtung ist im Brennerkörper ein offener Raum gebildet. In diesem wird sich das Gas-Luft-Gemisch ohne Verzögerung und unbehindert entzünden. Diese Zündung breitet sich dann stromabwärts aus bis die Verbrennung schließlich das Material mit der größeren Porosität vollständig bestreicht. Aus Versuchen hat sich herausgestellt, daß hierdurch die hohen Startausstöße nicht mehr auftreten.

Bevorzugte Ausbildungen sind in den Ansprüchen 2-6 beschrieben. Das Schutzbegehren erstreckt sich weiter auf einen im Anspruch 7 definierten Brenner.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch einen Brenner nach einer ersten Ausbildung der Erfindung,

Fig. 2 einen schematischen Längsschnitt durch eine zweite Ausbildung der Erfindung,

Fig. 3 eine Draufsicht auf das in der Ausbildung nach Fig. 2 verwendete Material mit einer großen Porosität.

Die Fig. 1 zeigt einen Brennerkörper, dessen Volumen mit einem porösen Material aufgefüllt ist, und zwar in Strömungsrichtung des Gas-Luft-Gemisches gesehen zunächst mit einem feinporösen Material 1' und anschließend mit einem grobporösen Material 1''. Auf der Höhe der seitlich hineinragenden Zündvorrichtung 2 liegt ein offener Raum 3, in dem ohne Zeitverzögerung und mit einem sehr geringen Startausstoß das brennbare Gemisch entzündet wird. Die weitere Verbrennung erfolgt dann in dem gröberen porösen Material 1'', das Zurückschlagen der Flamme in die stromaufwärtsliegende Mischkammer 4 wird von dem feinporösen Material 1' verhindert.

Die Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch eine praktisch geprüfte, nach dem Grundgedanken der Erfindung aufgebaute Brennereinheit. Deren Brennerkörper bestehe aus zwei aufeinander passenden Elementen 21, 23 aus keramischem Material. Im Boden des Elementes 21 und in der Oberseite des Elementes 23 sind scheibenförmige Hohlräume 25, 27 ausgespart. Zusammen bilden diese einen allseitig abgeschlossenen zwischen den Elementen 21 und 23 liegenden Raum 29, in den die Zündvorrichtung 31 hineinragt. Die Elemente 21 und 23 sind in einem Gehäuse 33 angeordnet, das an der Unterseite mit einer üblichen perforierten Verteilerplatte 35 abgeschlossen ist. Das brennbare Gas-Luft-Gemisch wird in Richtung des Pfeiles 36 zugeführt.

Dieses Gas-Luft-Gemisch entzündet sich in dem offenen Raum. Die sich dann bildende Flammenfront ist mit 37 angedeutet. Diese Flammenfront "kriecht" unter Erwärmung des porösen Materials des Elementes 21 stromabwärts und stabilisiert sich in dem Material, was mit der Schraffierung 39 angedeutet ist. Während dieses Stabilisierungsvorgangs ist, wie sich bei Versuchen herausgestellt hat, der CO-Ausstoß niedrig und dieser bleibt selbstverständlich auch beim Betrieb des Brenners niedrig.

Das Material des Elementes 23 kann von der an sich bekannten "Spaghetti-Keramik" gebildet werden, wobei zwischen den einzelnen Keramikteilchen sehr feine Poren vorhanden sind. Das Element 21 besteht vorzugsweise aus einer Anzahl nebeneinander angeordneter Wellblechplättchen mit einer schematisch in Fig. 3 angedeuteten Querschnittskonfiguration. Die Fläche der einzelnen plattenförmigen Teilen 41 steht dabei parallel zur Strömungsrichtung des Gas-Luft-Gemisches, die hier also senkrecht zu der Bildebene verläuft.

Es ist deutlich, daß der Raum 29, der in der dargestellten Ausführung aus zwei aneinander anschließenden, jeweils in einem der Elemente 21 und 23 ausgesparten Teilen besteht, auch von einer einzigen Aussparung in einem der Elemente gebildet werden kann. Auch kann der Raum bis an die Wände des Gehäuses 33 weiterlaufen, wie es mit den punktierten Linien 43 angegeben ist.

In einer praktischen Ausbildung mit einem Brennerkörper mit Abmessungen von 80 mm ∅ und einer Gesamthöhe von 80 mm erzielte ein offener Raum mit einer Höhe von 5-10 mm gute Ergebnisse.

Claims (6)

1. Brennerkörper für einen Brenner für gasförmige Brennstoffe, aus einem porösen Material mit miteinander in Verbindung stehenden Hohlräumen, welches in Gasströ­ mungsrichtung in mindestens zwei Zonen unterteilt ist, von denen in Strömungsrichtung gesehen die erste Zone eine engere, eine flammenbildungsverhindernde Porosität auf­ weist und die zweite Zone eine offenere, eine Verbrennung erlaubende Porosität besitzt, mit einer Zündvorrichtung hinter der ersten Zone, dadurch gekennzeichnet, daß im Be­ reich der Zündvorrichtung (2, 31) ein offener Raum (3, 29) vorhanden ist.

2. Brennerkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe des offenen Raumes (3, 29) gegenüber seinen Querabmessungen klein ist.

3. Brennerkörper nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß der offene Raum (3, 29) sich über nahezu den ganzen Querschnitt desselben erstreckt.

4. Brennerkörper nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Querschnittsoberfläche des offenen Raumes (3, 29) zwischen 30-50 cm² dessen Höhe zwischen 5-10 mm liegt.

5. Brennerkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieser aus mindestens zwei in Strömungsrichtung aneinan­ der anschließenden, die jeweiligen Zonen bildenden porösen Elemente (21, 23) aufgebaut ist, von denen das stromabwärts liegende Element (21) die offenere Porosität aufweist und die stromabwärts liegende Begrenzung des offenen Raumes (29) bildet.

6. Brennerkörper nach den Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Element (23) aus einem keramischen Material mit einer verschlungenen, schlangenartigen Struktur und das zweite Element (21) aus gewell­ ten, plattenförmigen Teilen (41) besteht.