DE3332572A1 - Brennwertgeraet fuer kohlenwasserstoffe - Google Patents

Brennwertgeraet fuer kohlenwasserstoffe

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DE3332572A1 DE19833332572 DE3332572A DE3332572A1 DE 3332572 A1 DE3332572 A1 DE 3332572A1 DE 19833332572 DE19833332572 DE 19833332572 DE 3332572 A DE3332572 A DE 3332572A DE 3332572 A1 DE3332572 A1 DE 3332572A1
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Description

  • Brennwertgerät für Kohlenwasserstoffe
  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Brennwertgerät für Kohlenwasserstoffe mit einem mit einer katalytischen Oberflächenbeschichtung versehenen, von einem Kohlenwasserstoff-Luft-Gemisch durchsetzten porösen Keramikkörper, insbesondere in Form einer keramischen Lochplatte, sowie einem ausgangsseitig angeordneten Ausgangs-Wärmetauscher.
  • Derartige katalytische Umsetzungen von flüssigen oder fluiden Kohlenwasserstoffen, d.h. also öl oder beispielsweise Erdgas, ermöglichen die Herstellung geräuschlos arbeitender Brenner, die darüber hinaus sehr viel kleiner als herkömmliche Brenner sind, bei denen der Brennstoff in einer offenen Flamme verbrannt wird. Die katalytische Umsetzung erfolgt dabei auch mit einer sehr viel größeren Geschwindigkeit als die Verbrennung in der Flamme, was eine bessere Ausnutzung des Brennstoffgehaltes einerseits ermöglicht und zum anderen dazu führt, daß weniger Schadstoffe bei der Verbrennung produziert werden.
  • Bei den bisher vorgeschlagenen Brennwertgeräten mit einer derartigen katalytischen Umsetzung des Brennstoffs unter Verwendung von Wabenkeramiken oder dergl. ergibt sich grundsätzlich die Schwierigkeit, daß zwar im Gegensatz zu der gelbbrennenden Flamme eine sehr viel günstigere, fast farblose gelbe Verbrennung erzielt wird, daß aber nach wie vor die Verbrennung an der Oberfläche des Keramikkörpers mit der katalytischen Oberflächenbeschichtung stattfindet, und nicht - wie gewünscht - im Inneren der porösen Struktur des Keramikkörpers. Dadurch ergeben sich nur graduelle Verbesserungen bei der Verbrennung, jedoch nicht die an sich gewünschten Vorteile einer echten katalytischen Umsetzung im Inneren des Keramikkörpers.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Brennwertgerät der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß ein Brennwertgerät mit einem flammenlosen Brenner geschaffen wird, bei dem eine katalytische Umsetzung des Kohlenwasserstoff-Luft-Gemisches stattfindet, um unter Vermeidung einer Bildung schädlicher Verbrennungsbestandteile eine vollständige Ausnutzung des Brennstoffs und damit die Erreichung des sog.
  • oberen Heizwerts zu erzielen.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der vorliegenden Erfindung vorgesehen, daß dem katalytisch beschichteten Keramikkörper eine Flammensperre vorgeschaltet ist, die unter Verhinderung einer Verbrennung des Kohlenwasserstoff-Luft-Gemisches vor dem Keramikkörper eine Umsetzung des Gemisches im Inneren des Keramikkörpers bewirkt.
  • Eine derartige Flammensperre läßt sich in Weiterbildung der Erfindung dadurch realisieren, daß unmittelbar vor der Einströmseite des Keramikkörpers ein vom Kohlenwasserstoff-Luft-Gemisch durchströmter Eingangs-Wärmetauscher angeordnet ist.
  • Dieser Wärmetauscher verhindert durch die Kühlung des Brenn- stoff-Luft-Gemisches einerseits und durch die Aufteilung des Gemisches, das ja die einzelnen Kanäle des Eingangswärmetauschers durchströmen muß, eine Entzündung dieses Gemisches bzw. ein etwaiges Zurückschlagen der Flamme.
  • Die so bewirkte Flammensperre läßt sich noch weiter verbessern, wenn vor beiden Stirnflächen des Eingangs-Wärmetauschers ein engmaschiges Metallgitter angeordnet ist, das - wie es ja beispielsweise von Grubenlampen her bekannt ist - ein Durchschlagen von Flammen verhindert.
  • Eine weitere Verbesserung des Brennverhaltens, d.h. eine noch weitergehende Sicherheit, die Umsetzung der Kohlenwasserstoffe mit Sauerstoff im Inneren des katalytisch beschichteten Keramikkörpers stattfinden zu lassen, und nicht als Flamme auf der Oberfläche oder vor dem Keramikkörper, läßt sich in weiterer Ausgestaltung der Erfindung dadurch erreichen, daß in geringem Abstand vor dem katalytisch beschichteten Keramikkörper ein zweiter als einfache Lochplatte ohne katalytisch wirksame Oberflächenbeschichtung ausgebildeter Keramikkörper angeordnet ist. Bei dieser Ausbildung ist es dann zweckmäßig, die Zünd- oder Glühvorrichtung zum Starten der Verbrennung bei der Inbetriebsetzung eines derartigen Brennwertgeräts zwischen den beiden Keramikkörpern anzuordnen. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung und die Erzwingung der Umsetzung des Brennstoffs mit dem Sauerstoff im Inneren des katalytisch beschichteten Keramikkörpers nutzt die Erfindung die Tatsache der ca. hundertmal so schnell erfolgenden katalytischen Verbrennung gegenüber der Verbrennung in der offenen Flamme. Darüber hinaus ergibt sich durch diese vollständige katalytische Umsetzung auch die Möglichkeit einer sehr einfachen Ausschaltung der Bildung unerwünschter Verbrennungsbestandteile, beispielsweise von Stickoxiden, die sich bei Temperaturen oberhalb etwa 13000C zwangsweise bilden.
  • Um diese Stickoxidbildung zu verhindern ist ein erfindungsgemäßes Brennwertgerät weiter gekennzeichnet durch eine zweistufige Ausbildung, wobei jede Stufe einen Eingangswäretauscher und einen Ausgangswärmetauscher mit dazwischen angeordnetem katalytisch beschichteten Keramikkörper besitzt,. mit einer ersten Primär-Luftzuführung, über die dem der ersten Stufe zugeführten Kohlenwasserstoff-Luft-Gemisch nur ein Teil der zur vollständigen Verbrennung notwendigen Luft beigemischt wird und einer zwischen dem Ausgangswärmetauscher der ersten Stufe und dem Eingangswärmetauscher der zweiten Stufe einmündenden zweiten Sekundär-Luftzuführung.
  • Durch diese zunächst unvollständige Versetzung des Brennstoff-Luft-Gemisches mit Sauerstoff kann in der ersten Stufe nur eine teilweise katalytische Verbrennung des Kohlenwasserstoffs stattfindet, während der übrige Anteil durch die Wirkung des Katalysators in Generatorgas, d. h. ein Gemisch aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff zerlegt wird. Der aus den Rauchgasen des teilweise verbrannten Kohlenwasserstoffanteils und dem Generatorgas bestehende Anteil wird dann nach Kühlung der zweiten Stufe des erfindungsgemäßen Brennwerts zugeleitet und dort im katalytisch beschichteten Keramikkörper vollständig verbrannt. Bei dieser stufenweisen Verbrennung entstehen aber im Gegensatz zur vollständigen einstufigen Verbrennung lediglich Temperaturen im Bereich von ca. 800"C, wodurch die Bildung von Stickoxiden quantitativ ausgeschlossen ist.
  • Bevorzugt wird in der ersten Primär-Luftzuführung etwa 60 % der benötigten Gesamtluftmenge zugeführt, während die Verbrennung in der zweiten Stufe mit den restlichen 40 % Luftanteil erfolgt. Durch die Aufspaltung der unverbrannten Kohlenwasserstoffanteile in Generatorgas ergibt sich trotz dieser ungleichen Luftanteile im wesentlichen eine Wärmefreisetzung von 50 % in der ersten Stufe und 50 % in der zweiten Stufe.
  • Ein derartiges zweistufiges Brennwertgerät läßt sich gemäß einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung besonders einfach in der Weise realisieren, daß das die beiden Stufen aufnehmende Gehäuse, wobei die erste Stufe vorzugsweise über der zweiten Stufe angeordnet ist, d. h. die Führung des Brennstoffgemisches und der Rauchgase von oben nach unten erfolgt, zwischen beiden Stufen mit einer Querwand versehen ist, die eine Düse trägt, in welche ein Luftzuführrohr der zweiten Sekundär-Luftzuführung im Gegenstrom einragt. Durch diese sehr einfache Ausbildung ergibt sich eine gute Verwirbelung des Gemisches aus Rauchgas und Generatorgas, das aus dem Ausgangswärmetauscher der ersten Stufe austritt mit dem stöchiometrisch für die vollständige Verbrennung bemessenen Luftanteil, was gerade für die katalytische Umsetzung in den Kanälen des beschichteten Keramikkörpers der zweiten Brennerstufe von wesentlicher Bedeutung ist. Es versteht sich dabei von selbst, daß der Eingangswärmetauscher der zweiten Stufe in gleicher Weise unmittelbar vor dem katalytisch beschichteten Keramikkörper bzw. einem diesen vorgeschalteten nichtbeschichteten Keramikkörper angeordnet ist und daß auch wieder die Drahtgitter zum Verhindern eines Durchschlagens von Flammen vorgesehen sein sollten.
  • Durch die vorstehend genannte Führung der Gase von oben nach unten ergibt sich die einfache Möglichkeit, den oberen Heizwert dadurch auszunutzen, daß der Ausgangswärmetauscher jeweils der letzten Stufe, in der bevorzugten Ausführungsform also der zweiten Stufe des zweistufigen Brennwertgeräts, als Hochleistungswärmetauscher ausgebildet ist, derart, daß eine Kondensation des im Rauchgas enthaltenen Wasserdampfes stattfindet. Das Rauchgas soll somit diesen Hochleistungswärmetauscher am Ende mit einer Temperatur erheblich unter 50"C verlassen, um auch noch die sehr erhebliche Kondensationswärme des Wasserdampfes nutzbringend verwerten zu können.
  • Bei dieser Sachlage ist es dann erforderlich, dem Rauchgasausgang nachgeschaltet einen Ventilator, insbesondere in Form eines Walzenlüfters, vorzusehen, da bei diesen niedrigen Ausgangstemperaturen der Rauchgase ein selbsttätiger Abzug durch den Kamin nicht mehr möglich wäre.
  • Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist es zweckmäßig, wenn sowohl die Eingangswärmetauscher als auch die Ausgangswärmetauscher der verschiedenen Stufen jeweils hintereinandergeschaltet sind, wobei jeweils der Wärmtauscher der zweiten Stufe dem der ersten Stufe vorgeschaltet ist. Diese besondere Reihenfolge beruht im Falle der Ausgangswärmetauscher darauf, daß der Ausgangswärmetauscher der zweiten Stufe als Hochleistungswärmetauscher ja die Rauchgase möglichst stark. d.h.
  • unter 50°C herunterkühlen soll, so daß auch seine Ausgangstemperatur logischerweise unter dieser Temperatur liegen muß.
  • Diese Temperatur ist aber zu niedrig, um den Heizkreislauf zu versorgen. Das Wärmemedium, insbesondere Wasser, aus dem Hochleistungswärmetauscher der zweiten Stufe wird also ausgangsseitig abgenommen und der Eingangsseite des Ausgangswärmetauschers der ersten Stufe zugeführt. Dort kann eine Erwärmung dann auf ca. 70 oder 800C erfolgen, was der üblichen Betriebstemperatur des Wassers im Heizkreislauf einer Gebäudeheizung entspricht. Die Einstellung des gewünschten Ausgangswertes erfolgt über eine Regelungsvorrichtung, die weiter unten noch im einzelnen angesprochen wird. Die Ausgangstemperatur des Wassers beim Verlassen des Ausgangswärmetauschers der ersten Stufe kann ruhig derartige Beträge bis fast zu 1000C erreichen, da die Temperatur der diesen Wärmetauscher durchsetzenden teilweise verbrannten und teilweise erst in Generatorgas verwandelten Brennstoffe ja gerade nicht so niedrig liegen soll, daß ein Auskondensieren des Wasserdampfgehalts stattfindet, sondern dort eine Temperatur von ca. 150°C angestrebt wird. Bei der Hintereinanderschaltung der vorteilhafterweise getrennt im Brauchwasserkreis der Heizanlage liegenden Eingangswärmetauscher liegt die Bedeutung dieser Reihenfolge, wonach der Eingangswärmetauscher der zweiten Stufe vor dem der ersten Stufe geschaltet ist, darin, daß es beim Eingangswärmetauscher der ersten Stufe besonders wichtig ist, eine gewisse Vorerwärmung des Kohlenwasserstoff-Brennstoffs und der Luft vorzunehmen, insbesondere wenn flüssige Kohlenwasserstoffe, also öl, zu Heizzwecken verwendet werden, um eine genügend niedrige Viskosität des öls zu erhalten, so daß dieses durch die Kanäle des Wärmetauschers leicht hindurchtropft und auch möglichst leicht zumindest teilweise vergast wird, um im katalytisch beschichteten Keramikkörper teils verbrannt, teils zu Generatorgas umgesetzt zu werden.
  • In an sich bekannter Weise kann dem Hochleistungswärmetauscher in der letzten Stufe ein Abscheider und/oder Filter für schädliche Bestandteile des Rauchgases, insbesondere für Schwefeloxide, nachgeschaltet sein. Dies kann im einfachsten Fall ein Kugelfilter mit Calziumoarbonatkugeln sein, die sich mit den Schwefeloxiden zu Gips umsetzen, der mit dem Kondensationswasser bzw. einem zusätzlich zugeführten Waschwasser ausgeschwemmt werden kann.
  • Die Kleinräumigkeit eines erfindungsgemäßen Brennwertgeräts mit katalytischer Umsetzung des Kohlenwasserstoffs im Inneren einer beschichteten keramischen Lochplatte führt dazu, daß eine sehr schnell ansprechende exakte Regelung in Abhängigkeit von der Ausgangstemperatur des Warmwasserkreises, d.h.
  • also am Ausgang des hinter dem Hochleistungswärmetauscher angeordneten Ausgangswärmetauschers der ersten Stufe vorgesehen ist. Durch diese Regelungsvorrichtung wird die Brennstoffzufuhr und die Steuerung der Luftzuführung ebenso vorgenommen wie die Einschaltung des Walzenlüfters, um das Rauchgas durch den Kamin nach oben zu drücken. Dabei ist es zweckmäßig, dem Walzenlüfter eine überwachungsvorrichtung zuzuordnen, die bei einem Ausfall des Walzenlüfters sofort die Heizungsanlage stillegt, da ja ohne diese Ventilatorwirkung eine Abfuhr der Brenngase nicht möglich ist.
  • Schließlich liegt es noch im Rahmen der Erfindung, einen verbesserten Keramikkörper mit katalytischer Oberflächenbeschichtung für ein solches Brennwertgerät zu schaffen. Zur Herstellung solcher Keramikkörper wird eine keramische Lochplatte bisher in eine wässrige Lösung eines Gemisches von Kobalt- und Lanthansalzen eingetaucht und anschließend durch Erhitzung in einem Brennofen aktiviert. Wir verweisen in diesem Zusammenhang beispielsweise auf die Deutsche Patentschrift 22 61 222. Ein für die vorliegenden Zwecke der katalytischen Verbrennung von Kohlenwasserstoffen zur Schaffung eines Brennwertgeräts besonders günstige Katalysatorausbildung ergibt sich, wenn die wässrige Lösung aus ca. einem Gewichtsteil Kobaltnitrat, ca. zwei Gewichtsteilen Lanthannitrat und ca. eins bis zwei Gewichtsteilen Wasser gebildet ist und die Aktivierung des in die Lösung getauchten keramischen Trägerkörpers bei ca. 7O00C, vorzugsweise in einer reduzierenden Schutzgasatmosphäre erfolgt.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der schematischen Zeichnung.
  • Die Figur zeigt schematisch ein Brennwertgerät mit zwei Stufen I und II, die übereinander angeordnet sind, wobei die Durchsetzrichtung von oben nach unten verläuft. Bei 1 ist die Brennstoffzuführleitung, beispielsweise ein Dosierventil zur Zuführung von Erdgas angedeutet, während 2 eine erste Primär- luftzuführung beschreibt. Im oberen Teil 3 des Gehäuses 4 ergibt sich durch im einzelnen nicht dargestellte Mischeinrichtungen eine homogene Erdgas-Luft-Mischung, die den Eingangswärmetauscher 5 der ersten Stufe durchsetzt. Dieser Eingangswärmetauscher, der in unterschiedlichster Ausgestaltung, beispielsweise ähnlich wie ein Kühler eines Kraftfahrzeugs, realisiert sein kann, ist vor beiden Stirnflächen mit einem engmaschigen Metallgitter 6 versehen, welches ebenso wie die engen Bohrungen, durch die das Kohlenwasserstoff-Luft-Gemisch den Eingangskühler 5 durchsetzen muß und die dort erfolgende Kühlung dieses Gemisches eine Verbrennung des Gemisches in diesem Bereich bzw. ein Zurückschlagen der Flammen aus dem eigentlichen Verbrennungsteil verhindern soll. In gleicher Weise wirkt auch eine keramische Lochplatte 7, die mit Ausnahme der bei ihr fehlenden katalytischen Oberflächenbeschichtung in gleicher Weise ausgebildet sein kann, wie der poröse Keramikkörper 8 mit einer Kobaltlanthanit-Oberflächenbeschichtung, in dessen Innerem die katalytische Umsetzung des Brennstoffs erfolgt. Durch die genannten Maßnahmen der Vorschaltung des Eingangswärmetauschers, der zusätzlichen keramischen Lochplatte 7 und der als Flammensperren wirkenden Metallgitter 6 läßt sich tatsächlich erreichen, daß die Umsetzung des Brennstoffs, also des Erdgases oder des öls, ausschließlich im Innern des katalytisch beschichteten Keramikkörpers 8 und damit mit einer Umsetzgeschwindigkeit erfolgt, die ca. hundertmal größer ist als die Umsetzgeschwindigkeit in einer offenen Flamme. Darüber hinaus ergibt sich dadurch ersichtlich nur ein extrem geringer Raumbedarf im Gegensatz zu dem für einen Brennraum notwendigen Volumen, so daß ein erfindungsgemäßes Brennwertgerät außerordentlich kompakt und kleinräumig aufgebaut sein kann.
  • Ober die Primär-Luftzuführung 2 wird lediglich etwa 60 % derjenigen Luftmenge zugeführt, die notwendig wäre, um den zugeführten Brennstoff vollständig zu verbrennen. Auf diese Art und Weise kann im Inneren des katalytisch beschichteten Keramikkörpers 8 nur ein Teil der vorhandenen Kohlenwasserstoffe katalytisch verbrannt werden, während der andere Teil zu Generatorgas umgesetzt wird. Das Gemisch durchströmt einen unmittelbar hinter dem Keramikkörper 8 angeordneten Ausgangswärmetauscher 9 und verläßt diesen mit einer Temperatur von ca. 1500C, um - nach Zumischung der fehlenden ca. 40 % Luft über die Sekundär-Luftzuführung 10 - der zweiten Stufe II des Brennwertgeräts zugeführt zu werden. Bei 11 ist schematisch eine Zünd- oder bevorzugt Glühvorrichtung dargestellt, um beim Starten des erfindungsgemäßen Brennwertgeräts die Verbrennung in Gang zu setzen, die aber trotz der Ingangsetzung vor der Oberfläche des katalytisch beschichteten Keramikkörpers 8 dann sofort in dessen Inneres hineingezogen wird.
  • Die zweite Stufe des Brennwertgeräts ist vom Prinzip her in genau der gleichen Weise aufgebaut wie die erste Stufe. Sie besteht also aus einem Eingangswärmetauscher 5a und den ihn flankierenden Metalldrahtgitter 6a, dem katalytisch beschichteten Keramikkörper 8a und dem ihm unmittelbar vorgeschalteten nur der Verhinderung einer offenen Verbrennung vor dem Keramikkörper 8a dienenden katalytisch nicht beschichteten Keramikkörper 7a und einem Ausgangswärmetauscher 9a.
  • Dieser Ausgangswärmetauscher 9a der zweiten Stufe ist als Hochleistungswärmetauscher ausgebildet, so daß die ihn durchsetzenden Rauchgase unter 50"C abgekühlt werden, um auf diese Weise ein Auskondensieren des Wasserdampfgehalts des Rauchgases zu erzwingen und damit auch die erhebliche Verdampfungswärme noch nutzbringend im Hochleistungswärmetauscher 9a au-snutzen zu können. Mit 12 ist ein Abscheider bezeichnet, der beispielsweise auch einen Kugelfilter mit Calziumcarbonatkugeln enthalten kann, um etwa noch vorhandene SO2-Anteile herauszufiltern, die sich mit dem Calziumcarbonat zu unschädlichem Gips umsetzen. Das Vorsehen eines derartigen Filters ist jedoch normalerweise gar nicht erforderlich, da die Zweistufigkeit des Brennwertgeräts und damit die nur teilweise Verbrennung des Brennstoffanteils in jeder der Stufen nur etwa Temperaturen von ca. 800"C auftreten, während sich Stickoxide im allgemeinen erst oberhalb von 1300"C bilden. Im Rauchgasausgang 13 ist ein Ventilator, insbesondere in Form eines Walzenlüfters 14 angeordnet, um das Rauchgas durch den Kamin herausdrücken zu können, da die niedrige Temperatur unter 400C selbstverständlich einen selbständigen Zug des Kamins verhindern würde. Die Ausgangswärmetauscher 9a und 9 sowie die Eingangswärmetauscher 5a und 5 sind jeweils hintereinandergeschaltet, wobei die Ausgangswärmetauscher den Heizkreis versorgen und die Eingangswärmetauscher den Brauchwasserkreis. Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß jeweils die Wärmetaucher der zweiten Stufe denen der ersten Stufe vorgeschaltet sind. Am Ausgang 15 des Ausgangswärmetauscher 9 der ersten Stufe, also an der Einspeisungsstelle in den Heizkreislauf der Gebäudeheizung, ist ein Fühler 16 angeordnet, der die Temperatur des Wassers an eine Regelungsvorrichtung 17 weitermeldet, die in Abhängigkeit von dieser Wassertemperatur die Steuerung der Brennstoffzuführung 1 der Luftzuführungen 2 und 10 und des Walzenlüfters 14 regelt.
  • Fällt die Temperatur am Fühler 16 unter einen eingestellten Wert ab, d. h. wird Wasser zu Heizzwecken entnommen, so muß - wegen des geringen Volumens der Anlage und damit auch des geringen darin umlaufenden Wasseranteils - sofort der Verbrennungsvorgang anlaufen, d. h. es muß sofort sichergestellt werden, daß in den katalytisch beschichteten Keramikkörpern 8 und 8a eine erhöhte Verbrennung einsetzt. Es wird also das Zuführventil 1 für das Erdgas oder das o1 geöffnet, in entsprechender Weise auch die Luftzuführung 2 (Primärluft) (allerdings selbstverständlich so, daß sie nur einen Teil des zur vollständigen Verbrennung notwendigen Luftanteils beisteuert, vorzugsweise etwa 60 %). In gleicher Weise ist auch die Luftzuführung 2 geöffnet und - falls er nicht bereits läuft - der Walzenlüfter 14 eingeschaltet und hochgeregelt bzw. in schnellere Umdrehung versetzt. In entsprechender Weise erfolgt natürlich auch die Regelung nach unten.
  • Da ohne den Walzenlüfter in der Rauchgasleitung 13 ein Abziehen der Rauchgase nicht möglich ist, sollte aus Sicherheitsgründen eine Abschalteinrichtung im Regelungsbereich vorgesehen sein, die mit einem Oberwachungsorgan 18 hinter dem Walzenlüfter 14 verbunden ist, der signalisiert, ob der Walzenlüfter in Funktion ist oder nicht. Die Mischvorrichtung zum vollständigen Vermischen der über die Sekundär-Luftzuführung 10 zugeführten Luftmenge mit dem teilweise aus Rauchgas und teilweise aus dem Generatorgas bestehenden Gasgemisch am Ausgang des Ausgangswärmetauchers 9 der ersten Stufe besteht im dargestellten sehr einfachen Fall aus einer Trennwand 20 mit einer mittigen öffnung 21 und aufgesetztem eine Düse bildenden Leitblech 22, wobei in diese Düse ein Luftzuführungsrohr 23 von der Sekundär-Luftzuführung 10 von unten einragt. Durch dieses Gegenstromprinzip ergibt sich eine starke Verwirbelung und damit gleichmäßige Durchmischung. - Leerseite -

Claims (16)

  1. Patentansprüche Brennwertgerät für Kohlenwasserstoffe mit einem mit einer katalytischen Oberflächenbeschichtung versehenen, von einem Kohlenwasserstoff-Luft-Gemisch durchsetzten porösen Keramikkörper, insbesondere in Form einer keramischen Lochplatte, sowie einem ausgangsseitig angeordneten Ausgangs-Wärmetauscher, dadurch gekennzeichnet, daß dem katalytisch beschichteten Keramikkörper (8, 8a) eine Flammensperre vorgeschaltet ist, die unter Verhinderung einer Verbrennung des Kohlenwasserstoff-Luft-Gemisches vor der Oberfläche des Keramikkörpers (8, 8a) eine Umsetzung des Gemisches im Inneren des Keramikkörpers (8, 8a) bewirkt.
  2. 2. Brennwertgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar vor der Einströmseite des Keramikkörpers (8, 8a) ein vom Kohlenwasserstoff-Luft-Gemisch durchströmter Eingangs-Wärmetauscher (5, 5a) angeordnet ist.
  3. 3. Brennwertgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor beiden Stirnflächen des Eingangs-Wärmetauschers (5, 5a) ein engmaschiges Metallgitter (6, 6a) angeordnet ist.
  4. 4. Brennwertgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen in Abstand vor dem katalytisch beschichteten Keramikkörper (8, 8a) angeordneten zweiten Keramikkörper (7, 7a) ohne katalytisch wirksame Oberflächenbeschichtung.
  5. 5 Brennwertgerät nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine zwischen die beiden Keramikkörper (7, 8; 7a, 8a) einragende Zünd- oder Glühvorrichtung.
  6. 6. Brennwertgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine zweistufige Ausbildung mit einer ersten Primär-Luftzuführung (2), über die dem der ersten Stufe (I) zugeführten Kohlenwasserstoff-Luft-Gemisch nur ein Teil der zur vollständigen Verbrennung notwendigen Luft beigemischt wird und eine zwischen dem Ausgangswärmetauscher (9) der ersten Stufe (I) und dem Eingangswärmetauscher (5a) der zweiten Stufe (II) einmündende zweite Sekundär-Luftzuführung (10).
  7. 7. Brennwertgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das die beiden Stufen (I, II) aufnehmende Gehäuse (4) - wobei die erste Stufe (I) vorzugsweise über der zweiten Stufe (II) angeordnet ist - zwischen beiden Stufen (I, II) mit einer Querwand (20) versehen ist, die eine Düse (22) trägt, in welche ein Luftzuführrohr (23) der Senkundär-Luftzuführung (10) im Gegenstrom einragt.
  8. 8. Brennwertgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangs-Wärmetauscher (9a) jeweils der letzten Stufe als Hochleistungswärmetauscher ausgebildet ist derart, daß eine Kondensation des im Rauchgas enthaltenen Wasserdampfes stattfindet.
  9. 9. Brennwertgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch einen, insbesondere als Walzenlüfter ausgebildeten, im Rauchgasausgang (13) angeordneten Ventilator (14).
  10. 10. Brennwertgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauscher (5a, 9a) der zweiten Stufe jeweils denen der ersten Stufe vorgeschaltet sind.
  11. 11. Brennwertgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingangs-Wärmetauscher (5, 5a) im Brauchwasserkreis der Heizanlage liegen.
  12. 12. Brennwertgerät nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß dem Hochleistungswärmetauscher (9a) ein Abscheider und/oder Filter (12) für schädliche Bestandteile des Rauchgases, insbesondere Schwefeloxide, nachgeschaltet ist.
  13. 13. Brennwertgerät nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch einen Kugelfilter mit Calziumkarbonatkugeln.
  14. 14. Brennwertgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 13, gekennzeichnet durch eine Regelvorrichtung (17) zur Steuerung der Brennstoffzufuhr, der Luftzuführungen und des Ventilators mit einem die Ausgangstemperatur des Wärmeträgermediums hinter dem Ausgangs-Wärmetauscher (9) überwachenden Fühler (16).
  15. 15. Brennwertgerät nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch eine bei Ausfall des Ventilators (14) ansprechende Abschalteinrichtung.
  16. 16. Verfahren zur Herstellung eines Keramikkörpers mit katalytischer Oberflächenbeschichtung für ein Brennwertgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 15, der durch Tauchen in eine wässrige Lösung eines Gemisches von Kobalt- und Lanthansalzen und anschließende Aktivierung im Brennofen gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die wässrige Lösung aus ca. einem Gewichtsteil Co (N03)2 6 H20, ca. zwei Gewichtsteilen La (N03)2 6 6 H20 und ca. ein bis zwei Gewichtsteilen Wasser gebildet wird und daß die Aktivierung des in die Lösung getauchten keramischen Trägerkörpers bei ca. 7000C, vorzugsweise in einer reduzierenden Schutzgasatmosphäre, erfolgt.
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