DE19904489A1

DE19904489A1 - Burner with porous burner insert

Info

Publication number: DE19904489A1
Application number: DE1999104489
Authority: DE
Inventors: Christoph Capellmann; Martin Oberhomburg; Michael Dickoff; Alexander Muster
Original assignee: Joh Vaillant GmbH and Co
Current assignee: Vaillant GmbH
Priority date: 1998-02-03
Filing date: 1999-01-27
Publication date: 1999-09-30

Abstract

The burner insert (7) has a core (8) with a porosity, the Peclet factor of which is sub-critical and the outer cover (9) of the burner insert (7) has a porosity, the Peclet factor of which is super-critical. The housing (2) of the burner (1) has a gas - air mixture inlet which issues into the mixture chamber (4) limited by a flame trap (5) formed by a layer of small balls, preventing a backflow of the flame into the mixture chamber. A heat exchanger chamber (11) containing a heat exchanger (12) connects to the burner insert (7). This chamber, in addition to the heat exchanger, can be filled with a porous material, eg. ceramic balls. It is limited by a flue gas chamber (13), provided with a flue gas outlet (14).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Brenner mit einem porösen Brennereinsatz gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a burner with a porous burner insert according to the Preamble of claim 1.

Bei bekannten derartigen Brennern weist der poröse Brennereinsatz eine durchgehend glei che Porosität auf. Es bilden sich im Volumen des Brennereinsatzes Flammen aus. Dies führt aber dazu, daß im zentrumsnahen Bereich des Brennereinsatzes sehr hohe Temperaturen auftreten, die zu einer raschen Zerstörung des Brennereinsatzes führen können.In known burners of this type, the porous burner insert has a continuously smooth shape porosity. Flames form in the volume of the burner insert. this leads to but also that very high temperatures in the central area of the burner insert occur that can quickly destroy the burner insert.

Ziel der Erfindung ist es, diesen Nachteil zu vermeiden und einen Brenner der eingangs er wähnten Art vorzuschlagen, bei dem eine Kühlung des zentralen Bereiches des Brennerein satzes sichergestellt ist.The aim of the invention is to avoid this disadvantage and a burner at the beginning mentioned type to propose, in which a cooling of the central area of the burner sentence is ensured.

Erfindungsgemäß wird dies bei einem Brenner der eingangs erwähnten Art durch die kenn zeichnenden Merkmale des Anspruches 1 erreicht.According to the invention this is in a burner of the type mentioned by the kenn drawing features of claim 1 achieved.

Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen wird erreicht, daß sich die Flammen um den Kern ausbilden und im Kernbereich die Flammen erlöschen. Dadurch wird erreicht, daß der Kern eben entsprechend weniger erhitzt wird und es daher zu keiner Überhitzung des Kernberei ches des Brennraumeinsatzes kommt. Durch die vorgeschlagene Ausbildung kommt es zu einem Puffereffekt, durch den es, verglichen mit den herkömmlichen Brennern der eingangs erwähnten Art, zu einer Vergleichmäßigung der Temperaturbelastung über den Querschnitt des Brennereinsatzes kommt. The proposed measures ensure that the flames are around the core train and extinguish the flames in the core area. This ensures that the core is heated accordingly less and therefore there is no overheating of the core area ches of the combustion chamber use comes. The proposed training does a buffer effect that makes it, compared to the conventional burners of the beginning mentioned type, to an equalization of the temperature load across the cross section of the burner insert comes.

Durch die Vermeidung von Temperaturspitzen im Bereich des Kerns des Brennereinsatzes kommt es auch zu einer entsprechenden Verminderung des NO_x-Ausstosses des Brenners.By avoiding temperature peaks in the area of the core of the burner insert, there is also a corresponding reduction in the NO _x emissions of the burner.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert, die schematisch einen erfin dungsgemäßen Brenner zeigt.The invention will now be explained in more detail with reference to the drawing, which schematically invented one according burner shows.

Der dargestellte Brenner 1 weist ein Gehäuse 2 auf, das mit einem Gas-Luft-Ge misch-Einlaß 3 versehen ist. Dieser Einlaß mündet in einen Gemischraum 4, der durch eine Flam menfalle 5 begrenzt ist. Diese Flammenfalle 5 kann zum Beispiel durch eine Kugelschicht gebildet sein, die einen Rückschlag der Flammen in den Gemischraum 4 verhindert.The burner 1 shown has a housing 2 which is provided with a gas-air mixing inlet 3 . This inlet opens into a mixture chamber 4 , which is limited by a flame trap 5 . This flame trap 5 can be formed, for example, by a spherical layer that prevents the flames from kicking back into the mixture chamber 4 .

An der vom Gemischraum 4 abgekehrten Seite der Flammenfalle 5 ist eine Grenzschicht 6 angeordnet, an der ein Brennereinsatz 7 an liegt. Dieser Brennereinsatz 7 ist aus einem po rösen Material, wie zum Beispiel aus einem porösen Keramikschaum oder Drahtgestrick, hergestellt und weist einen Kern 8 und einen Außenmantel 9 auf.On the side facing away from the mixture chamber 4 of the flame trap 5 , a boundary layer 6 is arranged, on which a burner insert 7 is located. This burner insert 7 is made of a po porous material, such as a porous ceramic foam or wire mesh, and has a core 8 and an outer jacket 9 .

Dabei weist der Kern 8 eine Porosität auf, die eine Péclet-Zahl im unterkritischen Bereich sicherstellt, wogegen der Außenring 9 eine Porosität aufweist, die eine Péclet Zahl im über kritischen Bereich sicherstellt.The core 8 has a porosity that ensures a Péclet number in the subcritical range, whereas the outer ring 9 has a porosity that ensures a Péclet number in the overcritical range.

Der Brennereinsatz 7 ist in einem Mantel 10 gehalten, der auch die Grenzschicht 6 um schließt. Der Mantel 10 ist als eine Isolierschicht ausgelegt, die verhindert, daß es im Rand bereich zu Unterkühlung kommt, was einen vermehrten CO-Ausstoß zur Folge hat.The burner insert 7 is held in a jacket 10 , which also closes the boundary layer 6 . The jacket 10 is designed as an insulating layer that prevents hypothermia in the edge area, which results in increased CO emissions.

An den Brennereinsatz 7 schließt ein Wärmetauschraum 11 an, in dem sich ein Wärmetau scher 12 befindet. Der Wärmetauschraum 11 kann auch zusätzlich zum Wärmetauscher 12 von einem porösen Material, wie zum Beispiel Keramik-Kugeln, erfüllt sein. Der Raum 11 ist von einem Abgasraum 13 begrenzt, der mit einem Abgasauslaß 14 versehen ist. At the burner insert 7 connects to a heat exchange chamber 11 , in which a heat exchanger 12 is located. The heat exchange chamber 11 can also be filled with a porous material, such as ceramic balls, in addition to the heat exchanger 12 . The space 11 is delimited by an exhaust gas space 13 which is provided with an exhaust gas outlet 14 .

Das Gehäuse 1 weist im Bereich des Brennereinsatzes 7 und des Wärmetauschers 11 ei nen Doppelmantel 15 auf, der von einem Kühlmedium durchströmt ist.The housing 1 has in the area of the burner insert 7 and the heat exchanger 11 egg nen double jacket 15 , which is flowed through by a cooling medium.

Weiter ist eine Zündeinrichtung 17 vorgesehen, die sich im Bereich der Grenzschicht 6 in den Außenmantel 9 des Brennereinsatzes 7 hineinerstreckt und das diesen durchströmende Gas-Luft-Gemisch zündet.Furthermore, an ignition device 17 is provided which extends into the outer jacket 9 of the burner insert 7 in the area of the boundary layer 6 and ignites the gas-air mixture flowing through it.

Im Betrieb des Brenners bilden sich die Flammen im wesentlichen im Bereich des Außen mantels 9 aus, wogegen es im Bereich des Kernes 8 praktisch zu keiner Flammenausbil dung kommt. Dadurch wird vermieden, daß es zu zu hohen Temperaturen im Bereich des Kernes 8 kommt.During operation of the burner, the flames form essentially in the area of the outer jacket 9 , whereas there is practically no flame formation in the area of the core 8 . This avoids excessive temperatures in the area of the core 8 .

Claims

Burner with a porous burner insert ( 7 ) which is held in a housing ( 2 ) in which a mixture space ( 4 ) and a heat exchange space ( 11 ) provided with a heat exchanger ( 12 ) are arranged, characterized in that the burner insert ( 7 ) has a core ( 8 ) with a porosity, the Péclet number is subcritical and the outer shell ( 9 ) of the burner insert ( 7 ) has a porosity, the Péclet number is supercritical.