DE2042364C - Gasbrennereinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Giisbrennereinrichtung mit Zuführungen für die unter Druck stehenden Brennmittel Brenngas und Verbrennungsluft, mit einer Brenngasverteilplatte sowie mit einer stromab von dieser unter Zwischenschaltung der Zuführung für Verbrennungsluft angeordneten Brennmittelmischplatte mit Durchlässen, mit welchen in die Brenngasvertcilplatte eingesetzte geradlinige Rohre fluchtend in Verbindung stehen, die sich durch die Durchlässe der Brennmittelmischplatte hindurcherstrecken oder in diese mit Spiel hineinragen, und mit gesonderten Durchlässen für Verbrennungsluft.

Eine derartige Einrichtung ist in der DT-PS 20 31 002 (Hauptpatent) beschrieben.

Aus dem deutschen Gebrauchsmuster 17 96 312 ist ein Gasbrenner mit mehreren hintereinander angeordneten keramischen Lochplatten bekannt, von denen die äußerste als Brennerstein dient.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Gasbrennereinrichtung der eingangs angegebenen Art für die Anwendung auf ein Heizgerät mit einem Wärmeaustauscher zur Erzeugung von Heißwasser oder Heißluft dahingehend auszubilden, daß das Heizgerät einen geringen Platzbedarf hat und hohe Verbrennungsgastemperaturen erreicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß für die Anwendung der genannten Gasbrennereinrichtung auf ein Heizgerät mit einem Wärmeaustauscher zur Erzeugung von Heißluft oder Heißwasser eine Durchgänge aufweisende Katalysatorplatte zwischen Wärmeaustauscher und Brennmittelmischplatte vorgesehen ist.

Es können anstelle einer Katalysatorplatte mehrere im Abstand voneinander angeordnete Katalysatorplatten vorgesehen sein.

Infolge des Katalysators, an dem eine fast flammenlose Verbrennung auftritt, ist auf engem Raum ein vollständiger Ausbrand der Brcnnmiitel mit großer

Stabilität erreichbar.

Der Druckverlust in der Gasbrecnereinrichtung kann im wesentlichen dem Druckverlust in dem Wärmeaustauscher angeglichen werden. Dies wirkt sich wärmetechnisch sehr günstig aus.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert Es zeigen:

F i g. 1 einen Längsschnitt einer ersten Ausführungsform der Gasbrennereinrichtung tür Erzeugung von Heißwasser;

F i g. 2 einen Längsschnitt einer zweiten Ausführungsform der Gasbrennereinrichtung zur Erzeugung von Heißluft

Die Gasbrennereinrichtung gemäß F i g. 1 zeigt einen zylindrischen Verbrenj?ungskammermantel 13, einen Gaseinlaß 12 und einen Lufteinlaß 20 sowie Rohre 15, welche in Durchlässe einer Brenngasverteilerplatte 14 eingesetzt sind und zur Einleitung des Gases in eine Vorkammer 16 dienen. Ferner ist eine Brennmittelmischplatte 17 mit einer Vielzahl von Durchlässen 18 vorgesehen, welche konzentrisch zu den Rohren 15 liegen. Der Innendurchmesser der Durchlässe 18 ist geringfügig größer als der Außendurchmesser der Rohre 15, so daß zwischen diesen ein Ringspalt 19 verbleibt. Jedes Rohrende liegt etwa in halber Länge des zugehörigen Durchlasses 18. Ferner ist eine Katalysatorplatte 21 mit einer Vielzahl von Durchgängen 22 vorgesehen. Sie besteht aus einem porösen hochreinen Metalloxyd, z. B. aus etwa 98 Gewichtsprozent Aluminiumoxid, Zirkonoxyd oder Magnesiumoxyd. Ferner sind eine Verbrennungskammer 23 und ein Zündbrenner 24 vorgesehen. An die Verbrennungskammer 23 schließt sich ein Wärmeaustauscher 25 aus Edelstahl oder Kupfer an, welcher eine Vielzahl von Rohren 26 für die Verbrennungsgase sowie einen Kaltwassereinlaß 27 und einen Heißwasserauslaß 28 aufweist.

Das Gas tritt durch die Rohre 15 ein und wird im Bereich der Mischplatte 17 mit Luft durchmischt und durch den Zündbrenner 24 gezündet. Die Katalysatorplatte 21 wird aufgrund der Verbrennung in der Vorkammer 16 aufgeheizt, wonach an den Innenflächen der Durchgänge 22 der Katalysatorplatte 21 eine fast flammenlose Verbrennung einsetzt. Dies geschieht etwa 10 Sekunden nach der Zündung. Demgemäß ist nur ein geringer Raum für die Verbrennungskammer 23 erforderlich. Bei einem Versuch erreichte die Oberflächentemperatur der Katalysatorplatte 21 1400"C.

Die Verbrennungsluft strömt unter Druck durch die Ringspalte 19. während gleichzeitig durch die Rohre 15 ein Gasstrom gepreßt wird. Das unter Druck austretende Gas führt zu einer Ejectorströmung, welche für eine gute Durchmischung von Luft und Brenngas sorgt. Dies führt zu einer stabilen Entflammung nahe den Innenflächen der Löcher 18.

Das Verhältniss von Luft zu Brenngas kann etwa dem stöchiometrischen Wert entsprechen. Die Verbrennungstemperatur ist daher extrem hoch, und der Wärmeaustauscher 25 kann eine kompakte Bauweise haben. Vorzugsweise haben die Rohrleitungen 26 einen geringen Durchmesser. Man muß dann allerdings einen erhöhten Druckabfall in Kauf nehmen.

Vorzugsweise sollte der Druckabfall im Brenner gleich dem Druckabfall im Wärmeaustauscher 25 sein. Die kompakte Bauweise gelingt jedoch auch, wenn der Druckabfall in beiden Teilen verschieden ist.

Bei einem Ausführungsbeispiel hat sowohl die Brenngasverteilplatte 14 als auch die Mischplatte 17 einen Durchmesser von 50 mm, und es sind 37

Stahlrohre 15 mit einer Länge von 15 mm und einem Außendurchmesser von 5 mm vorgesehen, die in Durchlässen 18 mit einem Durchmesser von 6 mm enden. Die Katalysatorplatte 21 ist ,0 mm dick, weist 85 Löcher mit 3 mm Durchmesser auf und hat einen Abstand von 20 mm von der Mischplatte 17. Der Wärmeaustauscher 25 umfaßt eine Vielzahl von Rohren 26 mit einem Durchmesser von 6 mm und einer Länge von 130 mm. Der Druckabfall im Brenner und im Wärmeaustauscher beträgt je etwa 5 mm H2O. Der Brenner und der Wärmeaustauscher haben ein Volumen von je 1 I. Das Gesamtvolumen beträgt somit 2 I. Die Leistung des Geräts beträgt 6000 kcal/h.

Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 2 sind eine Brenngaszuführung 29 und eine Luftzuführung 30 vorgesehen sowie zwei Katalysatornlatten 21 mit Abstand voneinander.

Zwischen den beiden Katalysatorpiatten 21 befindet sich eine Verbrennungskammer 31. Das Bezugszeichen 35 bezeichnet einen Auslaß für die Verbrennungsgase.

Der von einem Gebläse 34 erzeugte Luftstrom i:mstreicht die Außenflächen der Rohre 26. Ferner wird der Brenner durch den vom Gebläse 34 erzeugten Luftstrom gekühlt. Hierdurch wird der Wärmeaustausch verbessert.

Der Wärmeaustauscher 25 ist in den Figuren mit Rohren 26 dargestellt, er kann jedoch auch eine Vielzahl von parallel zueinander und mit geringem Abstand voneinander angeordneten Platten aufweisen.

Die Rohre 15 können auch aus der Brennmittelmischplatte 17 herausragen, vorzugsweise um eine Länge, welche dem Durchmesser der Rohre 15 entspricht. Ferner sind in der Brennmittelmischplatte 17 zusätzlich zu den Durchlässen 18. welche mit den Rohren 15 in Verbindung stehen, noch weitere freie Durchlässe vorgesehen. Diese sind in den Fig. 1 und 2 nich! dargestellt. Sie haben geringen Abstand voneinander und umgeben die Durchlässe 18.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Gasbrennereinrichtung mit Zuführungen für die unter Druck stehenden Brennmittel Brenngas und Verbrennungsluft, mit einer Brenngasverteilplatte sowie mit einer stromab von dieser unter Zwischenschaltung der Zuführung für Verbrennungsluft angeordneten Brennmittelmischplatte mit Durchlässen, mit welchen in die Brenngasve· teilplatte eingesetzte geradlinige Rohre fluchtend in Verbindung stehen, die sich durch die Durchlässe der Brennmittelmischplatte hindurcherstrecken oder in diese mit Spiel hineinragen, und mit gesonderten Durchlässen für Verbrennungsluft, nach Patent 2031002, dadurch gekennzeichnet, daß für die Anwendung auf ein Heizgerät mit einem Wärmeaustauscher (25) zur Erzeugung von Heißwasser oder Heißluft eine Durchgänge (22) aufweisende Katalysatorplatte (21) zwischen Wärmeaustauscher (25) und Brennmittelmischplatte (17) vorgesehen ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle einer Katalysatorplatte (21) mehrere im Abstand voneinander angeordnete Katalysatorplatten (21) vorgesehen sind.