DE19925276A1

DE19925276A1 - Brenner, insbesondere Gasbrenner zum Erwärmen eines Luftstromes

Info

Publication number: DE19925276A1
Application number: DE19925276A
Authority: DE
Inventors: Hans Berg; Heiner Hueppelshaeuser
Original assignee: Ruhrgas AG
Current assignee: EOn Ruhrgas AG
Priority date: 1999-06-02
Filing date: 1999-06-02
Publication date: 2000-12-07

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Brenner (1), insbesondere einen Gasbrenner zum Erwärmen eines Luftstromes in einem Luftkanal, der auslaßseitig an einen Heizraum angeschlossen ist. DOLLAR A In einem Brennerrohr (2) ist ein Brennerkopf (5) angeordnet, der mindestens eine Brennstoffdüse (6) aufweist, die an eine Brennstoffleitung (7) angeschlossen ist. DOLLAR A Erfindungsgemäß umgibt der Luftkanal (3) konzentrisch das Brennerrohr (2). Das Brennerrohr (2) weist an seinem einen Ende mindestens eine größenmäßig definierte Abgasöffnung (15) auf. An seinem anderen Ende ist es stromauf einer Platte (8) mit Durchtrittsöffnungen (9) als Verbrennungsluftkanal (10) ausgebildet, der mindestens eine Luftöffnung (11) aufweist. Die Abgasöffnung ist vorzugsweise als radialer Ringspalt ausgebildet, so daß das Abgas im Querstrom in den Luftstrom eintritt. Der Brenner arbeitet unabhängig von den Strömungswiderständen im Luftstrom sehr stabil.

Description

Die Erfindung betrifft einen Brenner, insbesondere einen Gasbrenner zum Erwärmen eines Luftstromes nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Derartige Brenner werden in Wäschetrocknern für Haushalt und Gewerbe eingesetzt. Die Brenner können auch zur Erwärmung von Raumluft oder zu Trocknungszwecken, beispielsweise der Lebensmitteltrocknung verwendet werden.

Der Luftstrom wird durch Zumischen der Brennerabgase erwärmt bzw. erhitzt. Dieses direkte Erhitzen ist energetisch sehr vorteilhaft, weil auf diese Weise der gesamte Wär meinhalt des Abgases genutzt und damit der Brennstoff optimal verwertet wird.

Bei allen Anwendungen müssen die Schadstoffe im Abgas unterhalb der MAK-Werte liegen. Das gilt insbesondere für CO und NO_x.

Bei den aus der Praxis bekannten Wäschetrocknern für Haushalt und Gewerbe werden üblicherweise Vormischbrenner eingesetzt. Um niedrige Schadstoffe im Abgas zu errei chen, arbeiten derartigen Brenner meistens mit glühenden Brennerrohren oder -platten. Das Material derartiger Brenner muß daher hoch hitzebeständig sein und ist daher relativ kostenintensiv. Aufgrund der relativ hohen Kosten ist die Akzeptanz von brennstoffbeheizten Wäschetrocknern trotz energetischer Vorteile relativ gering.

Ferner muß der Brenner unabhängig von den Strömungsverhältnissen im Luftstrom in allen Betriebszuständen stabil brennen. Die Strömungswiderstände im Luftstrom kön nen sich bei einem Wäschetrockner relativ stark ändern, z. B. infolge eines verstopften Flusensiebes. Die Änderung der Strömungswiderstände im Luftstrom darf sich in kei nem Fall auf den Betrieb des Brenners auswirken.

Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen einfach aufgebauten schadstoffarmen Gasbrenner zu schaffen, der unabhängig vom Strömungsverhalten des zu erwärmenden Luftstromes stabil brennt.

Diese Aufgabe wird durch einen Brenner mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.

Die Schadstoffe in der Abluft des Brenners sind sehr niedrig und liegen deutlich unter halb der ½ MAK-Werte für CO und NO_x.

Aufgrund der einfachen Konstruktion und der niedrigen Oberflächentemperaturen des Brennerrohres (< 500°C) kann der Brenner aus herkömmlichen preiswerten Werkstof fen gefertigt werden.

Die Konstruktion ist einfach, da keine aufwendige Mischeinrichtung für Brennstoff und Luft benötigt wird.

Der Brenner kann sehr leicht für andere Leistungen bis ca. 100 kW modifiziert werden.

Vorzugsweise ist der Brenner dadurch gekennzeichnet, daß das Brennerrohr stirnseitig mit einem Brennerdeckel versehen ist und daß die Abgasöffnung als radialer Ringspalt zwischen Brennerrohr und Brennerdeckel ausgebildet ist. Die Größe des Durchtritts querschnittes der Abgasöffnung ist abhängig von der Leistung und dem Luftstrom bzw. der Druckdifferenz zwischen Brennerrohr und Luftkanal.

Die Abgasöffnung ist größenmäßig so bemessen, daß sich im Brennerrohr so gut wie kein Überdruck aufbaut. Der Querschnitt der Abluftöffnung bestimmt somit den Ver brennungsluftsvolumenstrom im Luftkanal und somit die Luftzahl der Verbrennung.

Die Luftöffnung ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung als radialer Ringspalt ausgebildet.

Vorzugsweise sind am Brennerkopf mehrere, im wesentlichen radiale Gasdüsen und stromauf der Gasdüsen ein Schutzring angeordnet. Der Schutzring verbessert die Sta bilität der Flamme.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Durchtrittsöffnungen in der Platte als Drallöffnun gen ausgebildet sind. Die aus den Brennstoffdüsen austretenden Brennstoffströme tre ten im Querstrom in die mit Drall strömende Verbrennungsluft ein und werden mit dieser intensiv gemischt. Der Drall bewirkt eine gute Vermischung und stabilisiert die Flamme.

Erfindungsgemäß sind der Luftkanal und das Brennerrohr mittels Abstandshaltern ver bunden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Brenners im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt in:

Fig. 1 einen Schnitt durch erfindungsgemäßen Brenner;

Fig. 2 eine Vorderansicht der Platte 8 des Brenners aus Fig. 1;

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Wäschetrockners mit einem erfindungsgemäßen Brenner.

Der in Fig. 1 dargestellte Brenner 1 weist ein zylindrisches Brennerrohr 2 auf, das von einem Luftkanal 3 mittels Abstandshaltern 4 konzentrisch umgeben ist. Die Länge des Brennerrohres ist abhängig von der Ausbrandlänge.

Im Brennerrohr 2 ist ein Brennerkopf 5 angeordnet, der auf seinem Umfang mehrere im wesentlichen radiale Brennstoffdüsen 6 in Form von Gasdüsen aufweist. Die Gasdüsen 6 sind an eine Gasleitung 7 angeschlossen. Dem Brennerkopf 5 ist eine Platte 8 zuge ordnet, die sich über den gesamten Querschnitt des Brennerrohres 2 erstreckt.

In Fig. 2 ist dargestellt, daß die Platte 8 mehrere Durchtrittsöffnungen 9 in Form von ra dialen verdrallten Schlitzen aufweist. Stromauf der Platte 8 ist das Brennerrohr 2 als Verbrennungsluftkanal 10 ausgebildet, der eine Luftöffnung 11 in Form eines radialen Ringspaltes aufweist.

Stromauf der Gasdüsen 6 ist ein Schutzring 12 angeordnet, der zum Stabilisieren der Flammen dient. Der Durchmesser des Schutzringes beträgt ca. das 1,7- bis 2,2fache des Durchmessers des Brennerkopfes.

Die an den Gasdüsen 6 radial ausgetretenen Gasstrahlen werden intensiv mit der Ver brennungsluft vermischt, die durch die Durchtrittsöffnungen 9 der Platte 8 mit Drall ausströmt. Das Gas-Verbrennungsluft-Gemisch wird mittels nicht dargestellter Funken zündung in der Nähe der Gasdüsen 6 gezündet. Die Verbrennung erfolgt in langgezo genen strahlförmigen Flammen, die mit einem Drall versehen sind. Die Flamme wird mittels einer Ionisationselektrode 13 überwacht, die auch zu Steuerungszwecken die nen kann.

Das Brennerrohr 2 ist an seinem stromabgelegenen Ende mit einem verstellbaren Bren nerdeckel 14 versehen. Zwischen Brennerrohr 2 und Brennerdeckel 14 befindet sich eine Abgasöffnung 15 in Form eines radialen Ringspaltes. Die Breite des Ringspaltes ist mittels des Brennerdeckels 14 einstellbar.

Das durch den Ringspalt 15 abströmende Abgas bestimmt den Zustrom an Verbren nungsluft durch die Luftöffnung 11, so daß der Querschnitt der Abgasöffnung 15 die Luftzahl bestimmt.

Das Abgas des Brenners strömt durch die Abgasöffnung radial in den Luftkanal 3 und mischt sich intensiv mit dem Luftstrom.

In Fig. 3 ist schematisch ein Wäschetrockner mit dem Brenner 1 dargestellt. In einem Gehäuse 16 befindet sich ein Heizraum 17 in Form einer Trommel. An die Trommel ist einerseits eine Abluftleitung 18 angeschlossen, in der sich ein Gebläse 19 befindet und anderseits der Luftkanal 3 des Brenners 1 angeschlossen.

Der Luftkanal 3 weist einlaßseitig Ansaugöffnungen 20 für die Umgebungsluft auf, die in Fig. 2 dargestellt sind. Das Gebläse 19 in der Abluftleitung 18 saugt Luft durch die Trommel 17 und den Luftkanal 3 an, wobei Verbrennungsluft über die Luftöffnung 11 in den Verbrennungsluftkanal 10 strömt.

Das Abgas des Brenners 1 mischt sich mit dem Luftstrom und erhitzt diesen auf ca. 120°C. Die warme Trocknungsluft wird vom Gebläse 19 durch die Trommel 17 gesaugt und trocknet dabei die Wäsche. Die abgekühlte feuchte Abluft wird vom Gebläse 19 ins Freie befördert.

Der durch den Luftkanal 3 angesaugte Luftstrom kühlt das konzentrisch angeordnete Brennerrohr 2, so daß die Oberflächentemperatur des Brennerrohres unter 500°C liegt.

Dadurch können für die Fertigung des Brenners kostengünstige Werkstoffe verwendet werden, die eine Reduzierung der Fertigungskosten ermöglicht.

Außerdem wird die Strahlungswärme des Brennerrohres optimal genutzt. Der Brenner arbeitet unabhängig von unterschiedlichen Strömungswiderständen im Luftstrom sehr stabil.

Schließlich sind die gemessenen Schadstoffe in der Abluft des Wäschetrockners sehr gering. Im Rahmen der Erfindung sind ohne weiteres Abwandlungsmöglichkeiten gege ben. So können die Querschnitte von Brennerrohr und Luftkanal von der Kreisform ab weichen. Die Durchtrittsöffnungen für die Luft können beliebig geformt sein, beispiels weise als Bohrungen. Der Winkel, mit dem der Brennstoffstrom in die Verbrennungsluft im Querstrom eintritt, kann beliebig gewählt werden.

Claims

1. Brenner, insbesondere Gasbrenner zum Erwärmen eines Luftstromes in einem Luftkanal (3), der auslaßseitig an einen Heizraum (17) angeschlossen ist, mit

- einem Brennerkopf (5), der mindestens eine Brennstoffdüse (6) aufweist, die an einer Brennstoffleitung (7) angeschlossen ist,
- einer dem Brennerkopf zugeordneten Platte (8) mit Durchtrittsöffnun gen (9),

dadurch gekennzeichnet, daß der Brennerkopf (5) in einem Brennerrohr (2) an geordnet ist, das konzentrisch von dem Luftkanal (3) umgeben ist, und daß das Brennerrohr (2) an seinem einen Ende mindestens eine Abgasöffnung (15) auf weist und an seinem anderen Ende stromauf der Platte (8) einen Verbren nungsluftkanal (10) bildet, der mindestens eine Luftöffnung (11) aufweist.

2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Brennerrohr (2) stirnseitig mit einem Brenner deckel (14) versehen ist und daß die Abgasöffnung (15) als radialer Ringspalt zwischen Brennerrohr (2) und Brennerdeckel (14) ausgebildet ist.

3. Brenner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Abgasöffnung (15) einstellbar ist.

4. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftöffnung (11) als radialer Ringspalt ausge bildet ist.

5. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß am Brennerkopf (5) mehrere, im wesentlichen ra diale Brennstoffdüsen (6) und stromauf der Brennstoffdüsen (6) ein Schutzring (12) angeordnet sind.

6. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die. Durchtrittsöffnungen (9) in der Platte (8) als Drallöffnungen ausgebildet sind.

7. Brenner nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftkanal (3) und das Brennerrohr (2) mittels Abstandshaltern (4) verbunden sind.