DE19951000C2

DE19951000C2 - Strahlungsbrenner mit einem porösen Brennkörper

Info

Publication number: DE19951000C2
Application number: DE1999151000
Authority: DE
Inventors: Peter Boiger
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1999-10-22
Filing date: 1999-10-22
Publication date: 2001-08-16
Anticipated expiration: 2019-10-23
Also published as: DE19951000A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Strahlungsbrenner mit einem porösen Brennkörper, dem ein Gas-Luftgemisch zugeführt wird, das mittels einer Zündeinrichtung gezündet wird.

Stand der Technik

Strahlungsbrenner, deren Zündfront sich durch einen porösen Brennkörper bewegt, sind nie optimal zündbar. Das Problem liegt in der völligen Gemischauflösung im Brennkörper, so dass keine ruhige, schnelle und definierte Initialzündung des Gas- Luftgemisches erreicht wird. Der Grund liegt in der gewollten Strahlungsverbrennung, die gerade eine Bildung einer Plasmaflamme vermeiden soll.

Aus der DE 197 29 718 A1 ist ein Brenner mit einem porösen Brennkörper für gasförmige Brennstoffe bekannt, wobei innerhalb des porösen Brennkörpers eine Zündkammer mit einer Zündeinrichtung zur Initialzündung eines Brenngas-Luftgemischs angeordnet ist. Die Zündkammer wird dabei entgegen der Strömungsrichtung des Brenngas-Luftgemischs von einem feinporösen Material und in Strömungsrichtung des Brenngas- Luftgemischs von einem grobporöseren Material des Brennkörpers begrenzt.

Zur Ausbildung einer Niedertemperaturzündung ist in dem Abstract der JP 0002259323 vorgesehen, einen Laserstrahl in eine in einem porösen Brennkörper integrierte Zündkammer zur Zersetzung und Zündung des Brenngas-Luftgemischs einzuleiten.

Aus dem Abstract der JP 0057115609 ist ein Brenner mit einem Brennkörper mit einer katalytischen Beschichtung bekannt, dem eine Zündkammer mit einer Zündeinrichtung vorgeschaltet ist.

Bei dem Brenner der DE 196 46 957 ragt in einen porösen Abschnitt eines porösen Brennkörpers eine Zündeinrichtung hinein, wobei der Ort der Zündeinrichtung so gewählt wurde, dass sich diese in einem grobporöseren Abschnitt des porösen Brennkörpers befindet.

Schließlich werden in der US 5 944 508 verschiedene Zündvorrichtungen beschrieben, wobei die Zündung des Brenngas- Luftgemischs durch Funkenentladung oder mittels eines Glühdrahts erfolgen kann.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Strahlungsbrenner der eingangs erwähnten Art zu schaffen, der eine sichere, schnelle und ruhige Zündung des Gas-Luftgemisches auch bei großem Modulationsbereich, insbesondere bei kleinster Brennerleistung gewährleistet.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, dass außerhalb des Brennkörpers mit einem Teil seiner Kontur eine Zündkammer gebildet wird, in der zumindest während des Zündvorganges mit einem Teil des zugeführten Gas- Luftgemisches eine Initialzündung mit Plasmaflamme eingeleitet wird, deren Flammenfront über den vom Brennkörper gebildeten Teil der Zündkammer in den Brennkörper geleitet wird.

Mit dieser Anordnung wird eine Initialzündung mit Plasmaflamme geschaffen, das gegenüber dem bei bekannten Zündsystemen von Strahlungsbrennern ver wendeten Zündverfahren der direkten Zündung des dem Brennkörper zugeführ ten Gas-Luftgemisches folgende Vorteile hat:

a) sichere Zündung über einen großen Bereich der Brennerleistung, d. h. auch bei kleinster Brennerleistung,
b) Flammenbildung mit minimaler Verzögerung,
c) geringe elektrische Zündenergie und
d) sehr geräuscharme Zündung des Strahlungsbrenners.

Das Initial-Zündsystem arbeitet z. B. mit Hochspannungs- oder Glühzündung und zündet die Plasmaflamme, die unmittelbar den Brennbeginn im Brennkörper, d. h. im strahlenden Verbrennungsbereich, einleitet. Dabei wird die Plasmaflamme unmittelbar nach ihrer Entzündung durch den strahlenden Verbrennungsbereich stabilisiert und deren unerwünschte Schadstoffe eliminiert.

Die Zufuhr von Gas-Luftgemisch in die Zündkammer wird nach einer Ausgestal tung nach der Initialzündung abgeschaltet.

Dies ist besonders einfach, wenn vorgesehen ist, dass für die Zündkammer eine getrennte Versorgungsleitung für das Gas-Luftgemisch der Initialzündung vor gesehen wird.

Die Versorgung der Zündkammer mit Gas-Luftgemisch ist dadurch sichergestellt, dass das Brennerbett porös ausgebildet wird und dass der Zündkammer über den vom Brennerbett gebildeten Teil der Zündkammer ein Teil des dem Brenner bett zugeführten Gas-Luftgemisches zugeführt wird.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei spiels eines Strahlungsbrenners näher erläutert.

Auf einem porösen Brennerbett 11, das auch als Rückschlagsicherung wirkt, ist ein poröser Brennkörper 10 angeordnet, dem großflächig ein Gas-Luftgemisch G + L zugeführt wird. Dieses Gas-Luftgemisch G + L wird im Brennkörper 10 ver brannt und bevorzugt als Strahlungswärme abgegeben.

Das dem Brennkörper 10 zugeführte Gas-Luftgemisch G + L wird nun nicht mehr direkt gezündet, sondern über eine getrennte Initialzündung mit Plasmaflamme. Dazu wird eine Zündflamme 20 außerhalb des Brennkörpers 10 angeordnet, die aber durch einen Teil der Kontur des Brennkörpers 10 gebildet wird, wie die Ausnehmung 22 im Brennkörper 10 zeigt. Der Rest der Zündkammer 20 wird durch die Ausnehmung 12 des Brennerbetts 11 gebildet.

Ist der Brennkörper 10 porös, dann wird über die Ausnehmung 12 ein Teil des dem Brennerbett 11 zugeführten Gas-Luftgemisches G + L der Zündkammer 20 zugeführt und zu einer Initialzündung mit Plasmaflamme verwendet. In die Zündkammer 20 werden über das Brennerbett 11 Zündelektroden 21 eingeführt, die mit Hochspannungszündung oder Glühzündung die Initialzündung einleiten.

Die Flammenfront der Plasmaflamme wird über die Ausnehmung 22 des Brenn körpers 10 in den Brennkörper 10 übergeleitet und führt zur Zündung des dem Brennkörper 10 zugeführten Gas-Luftgemisches G + L. Nach dem Zündvorgang in der Zündkammer 20 kann die Zündenergie für die Zündelektroden 21 abge schaltet werden. Das der Zündkammer 20 weiter zugeführte Gas-Luftgemisch G + L gelangt dadurch unverbrannt auch zum Brennkörper 10 und wird darin mit verbrannt.

Das Rauchgas RG tritt dem Brennerbett 11 abgekehrt aus dem Brennkörper 10 und wird über ein Abgassystem bekannter Art abgeführt.

Die Zündkammer 20 kann auch an anderer Stelle des Brennkörpers 10 angeord net und mit einem Zündkammer-Gehäuse vervollständigt sein. Der von dem Brennerbett 11 getrennten Zündkammer 20 wird dann über eine eigene Versor gungsleitung das Gas-Luftgemisch für die Initialzündung zugeführt und kann nach dem Zündvorgang abgeschaltet werden. Zudem kann diese Versorgungs leitung während des Betriebes zur gezielten Gemischanfettung verwendet wer den.

Entscheidend bei der Anordnung der Zündkammer ist stets, dass sie von einem Teil der Kontur des Brennkörpers 10 gebildet ist, um das Fortschreiten der Flammenfront der Plasmaflamme in den Brennkörper 10 sicherzustellen.

Mit dem neuen Verfahren einer getrennten Initialzündung mit einer Plasma flamme wird das Zündverhalten des Strahlungsbrenners entscheidend ver bessert, wie eingangs anhand der erzielten Vorteile schon dargelegt wurde.

Claims

1. Strahlungsbrenner mit einem porösen Brennkörper, der auf einem Brennerbett aufgebaut ist und dem ein Gas-Luftgemisch zugeführt wird, das mittels einer Zündeinrichtung gezündet wird, wobei eine Zündkammer vorgesehen ist, in der zumindest während des Zündvorganges mit einem Teil des zugeführten Gas- Luftgemisches eine Initialzündung mit Plasmaflamme eingeleitet wird, deren Flammenfront über den vom Brennkörper gebildeten Teil der Zündkammer in den Brennkörper geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündkammer (20) im Übergangsbereich von Brennerbett (11) und Brennkörper (10) angeordnet ist und dass die Zündkammer (20) außerhalb des Brennkörpers (10) mit einem Teil (22) seiner Kontur gebildet ist.

2. Strahlungsbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Initialzündung eine Hochspannungszündung oder Glühzündung vorgesehen ist.

3. Strahlungsbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zufuhr von Gas-Luftgemisch (G + L) in die Zündkammer (20) nach der Initialzündung abschaltbar ist.

4. Strahlungsbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zündkammer (20) durch Ausnehmungen (12 und 22) im Übergangsbereich von Brennerbett (11) und Brennkörper (10) gebildet wird und dass über das Brennerbett (11) Zündelektroden (21) in die Zündkammer (20) eingeführt werden.

5. Strahlungsbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Brennerbett (11) porös ausgebildet wird und dass der Zündkammer (20) über den vom Brennerbett (11) gebildeten Teil (12) der Zündkammer (20) ein Teil des vom Brennerbett (11) zugeführten Gas-Luftgemisches (G + L) zugeführt wird.

6. Strahlungsbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die Zündkammer (20) eine getrennte Versorgungsleitung für das Gas-Luftgemisch (G + L) der Initialzündung vorgesehen ist.