DE2705647C2 - Brenner für gasförmigen und/oder flüssigen Brennstoff - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Brenner für gasförmigen und/oder flüssigen Brennstoff für einen Feuerraum mit zu diesem offenen, unterschiedlich ausgebildeten Luftzufuhrkanälen und mit mindestens einer Brennstoffdüse.

Mit einem Brenner dieser Art (DE-OS 24 59 502) versucht man den Stickoxidgehalt in den Vedsrennungsgasen gering zu halten, und zwar durch eine zweistufige Verbrennung. Der bekannte Brenner mit vermindertem Stickoxidausstoß weist unsymmetrisch zur Brennerachse angeordnete, zürn Feuerraum offene Primär- und Sekundärluftzufuhrkanäle auf, die mit Drosselklappen versehen sind. Die beiden Luftströme führen in zwei aneinander senkrechten Brennraumwand übereinanderliegende Verbrennungszonen. Ein solcher Brenner hat relativ große Gesamtabmessungen und ist in der Herstellung nicht billig.

Es ist ferner bekannt (vgl. DE-PS 4 33 484), bei Brennern einen Schieber zur Steuerung von Lufteinlaßschlitzen vorzusehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Brenner der eingangs genannten Art mit geringem Stickoxidausstoß so auszubilden, daß er sich kompakt und kostengünstig herstellen läßt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Luftzufuhrkanäle derart unterschiedlich ausgebildet sind, daß die Austrittsgeschwindigkeit der Verbrennungsluft mindestens eines Luftzufuhrkanals höher und diejenige des übrigen Luftzufuhrquerschnitts geringer als die auf den Gesamtaustrittsquerschnitt bezogene Geschwindigkeit ist und der Querschnitt mit der geringeren Austrittsgeschwindigkeit zwischen 30 und 60% des Gesamtaustrittsquerschnitts liegt, daß mindestens eine Brennstoffdüse sich im oder dicht neben dem Querschnitt mit der geringeren Austrittsgeschwindigkeit befindet und daß die aus dem Querschnitt mit der geringeren Austrittsgeschwindigkeit austretende Luftmenge höchstens 70% der stöchiometrischen Luftmenge beträgt

Vorteilhafte Weiterbildungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen

darin, daß sich mit einem Brenner, der praktisch dieselbe

ίο Größe wie herkömmliche Brenner mit einstufiger Verbrennung hat und der sich relativ billig herstellen läßt, sehr günstige NOx-Werte erreichen lassen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachstehend erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung eines Brenners, F i g. 2 einen Querschnitt eines Brenners gemäß der Linie H-II in F ig. 4,

Fig.3 einen Längsschnitt gemäß der Linie I-I in Fig.2,

F i g. 4 eine Seitenansicht der F i g. 3,
F i g. 5 eine abgeänderte Ausführungsform der F i g. 4 mit einer Verlängerung des Brennerausganges,

Fig.6 sine rechteckige Ausführungsform eines Brenners mit zwei Brennstoffdüsen, und

Fi g. 7 einen Schnitt gemäß der Linie IH-III in Fig. 6.

Wie aus der schematischen Darstellung in F i g. 1

hervorgeht weist der Brenner 11 im Querschnitt unterschiedlich ausgebildete Luftzufuhrkanäle 12 und 13 mit einer Brennstoffdüse 15 auf.

Die F i g. 2 bis 4 zeigen einen Brenner 11 mit zwei Luftzufuhrkanälen 12 und 13. Der Kanal 12 ist so eingestellt daß die aus ihm austretende Luft bei einer höheren als der mittleren Geschwindigkeit der Luft liegt, gemessen über den gesamten Querschnitt der Ausgangsöffnungen des Brenners, und der Luftzufuhrkanal 13 ist so eingestellt daß die Geschwindigkeit des Luftstrahls geringer als die mittlere Geschwindigkeit durch dasselbe Ausgangsöffnungsgebiet ist
Die beiden Kanäle 12 und 13 sind von einer zylindrischen Wand 14' und einer Unterteilungswand 14 begrenzt und können, wie F i g. 1 zeigt, unsymmetrisch zur Brennermittelachse 23 liegen.

In dem Kanal 13 für die niedrige Geschwindigkeit befindet sich eine Brennstoffdüse 15. In dem anderen Kanal 12 für die höhere Geschwindigkeit kann eine zusätzliche Brennstoffdüse untergebracht sein. In diesem Fall muß die zusätzliche Düse dicht an dem Luftzufuhrkanal 13 für die niedrige Geschwindigkeit angeordnet sein, wie es durch den gestrichelt gezeichneten Kreis angedeutet ist. Lufteinlaßöffnungen 16 und 17 sind in die zylindrische Gehäusewand 14' eingearbeitet, um die Verbrennungsluft in den Brenner gelangen zu lassen. Das Gesamtgebiet der Lufteinlaßöffnungen 17 des Luftzufuhrkanals 13 ist kleiner als das der Lufteinlaßöffnungen 16 des Kanals 12, um die Geschwindigkeit des Luftstromes aus dem Kanal 13 herabzusetzen. Zum Verändern der Luftgeschwindigkeiten sind zwei halbzylindrische Schieber 18 und 19 vorgesehen, deren öffnungen 18' und 19' gegenüber den öffnungen 16 und 17 verschoben werden können.

Der Brenner 11 ist mit einem Flansch 21 an einer Heizkessel wandung 20 befestigt und zum Kessel hin offen. In der Kesselwandung 20 kann eine Verlängerung 22 des Brennerausganges ausgebildet sein.

Die Fig.6 und 7 zeigen ein Ausführungsbeispiel, bei dem der Brenner rechteckig ist, zwei Luftzufuhrkanäle für niedrige Geschwindigkeit besitzt und zwei Brenn-

stoffdOsen aufweist

•η diesen Figuren ist der Brenner 31 mit drei Luftzufuhrkanälen 32, 33, 34 versehen, die von Unterteilungswänden 35 und 36 getrennt sind. Dort gibt der Kanal 32 einen Luftstrahl, der schneller als die mittlere Luftgeschwindigkeit durch das gesamte BrennerauslaBöffnungsgebiet ist, während die Kanäle 33 und 34 Strahlen einer geringeren Geschwindigkeit als der Mittelwert ergeben. Die Luftzufuhrkanäie 32,33 und 34 sind ζ;.τ Brennermittelachse unsymmetrisch angeordnet, so daß die Summe der Öffnungsgebiete der Kanäle 33 und 34 niedriger Geschwindigkeit zwischen 30 und 60% des gesamten Öffnungsgebietes aller Kanäle liegt Es sind zwei Brennstoffdüsen 37 und 38, je eine für die Kanäle 33 und 34, vorgesehen.

Die Verbrennungsluft wird durch Lufteinlaßöffnungen 39,40 und 41 (F i g. 7) zugeführt Die Einlaßöffnungen 40 und 41 sind in der Fläche kleiner als die öffnung 39, um die Geschwindigkeit der Luftstrahlen aus den Kanälen 33 und 34 niedriger als die aus dem Kanal 32 zu machen. Den Lufteinlaßöffnungen 39, 40 und 41 sind Schieberöffnungen 42, 43 und 44 zugeordnet, um die Luftzufuhr in derselben Weise wie beim vorher beschriebenen Beispiel zu regeln. Auch ist dsr Brenner in derselben Weise durch einen Flansch 46 an der

ίο Heizkesselwandung45 angebracht

Wie durch Versuche ermittelt worden ist, verringern Brenner nach der Erfindung die NOx-Erzeugung auf 80—100 ppm, wenn sogenanntes Bunker-C-Öl als Brennstoff dient, oder auf etwa 40 ppm, wenn Kerosin oder leichtes Heizöl verbrannt wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 Patentansprüche:

1. Brenner für gasförmigen und/oder flüssigen Brennstoff für einen Feuerraum mit zu diesem offenen, unterschiedlich ausgebildeten Luftzufuhrkanälen und mit mindestens einer Brennstoffdüse, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftzufuhrkanäle (12, 13) derart unterschiedlich ausgebildet sind, daß die Austrittsgeschwindigkeit der Verbrennungsluft mindestens eines Luftzufuhrkanals (12) höher und diejenige des übrigen Luftzufuhrquerschnitts geringer als die auf den Gesamtaustrittsquerschnitt bezogene Geschwindigkeit ist und der Querschnitt mit der geringeren Austrittsgeschwindigkeit zwischen 30 und 60% des Gesamtaustrittsquerschnitts liegt, daß mindestens eine Brennstoffdüse (15) sich im oder dicht neben dem Querschnitt mit der geringeren Austriusgeschwindigkeit befindet und daß die aus dem Querschnitt mit der geringeren Austrittsgeschwindigkeit austretende Luftmenge höchstens 70% der stöchiometrischen Luftmenge beträgt

2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Luftgeschwindigkeitsregler in Form eines Schiebers mit Einlaßöffnungen (18', 19') vorgesehen ist, der mit Einlaßöffnungen (16, 17) in der Gehäusewand (14') des Brenners zusammenwirkt.

3. Brenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sein Gehäuse einen kreisförmigen oder rechteckigen Querschnitt aufweist.