DE3532779C2 - Vorrichtung zum Beimischen eines Gasstromes in die Verbrennungsgase eines Öl- oder Gasbrenners, insbesondere für die Regenerierung von Rußfiltern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beimischen eines Gasstroms in die Verbren­ nungsgase eines Öl- oder Gasbrenners, insbe­ sondere für die Regenerierung von Rußfiltern, mit einem den Gasstrom führenden Zufuhrkanal, der zumindest teilweise einen Einströmkörper für die Verbrennungsgase umgibt.

Bei einer bekannten Vorrichtung zum Reinigen eines Filters für eine Auspuffanlage an einem Dieselmotor (DE 31 21 274 A1) werden zum Regenerieren eines verschmutzten Filters dem Abgasstrom des Dieselmotors Verbrennungsgase beigemischt, die durch Zünden eines Kraftstoff-Luftgemisches in einer Brennkammer erzeugt werden. Auf diese Weise ergibt sich eine für das Abbrennen der Feststoff­ bestandteile im Filter ausreichend hohe Flamm­ temperatur des Abgases, so daß die Feststoff­ bestandteile unter Luftüberschuß verbrennen.

Schließlich ist es bei einem gattungsgemäßen Gasbrenner zum Aufheizen eines Luftstroms bekannt (US 3462133), im Inneren eines Zuführkanals für den Luftstrom einen Einströmkörper für das Verbrennungsgas anzuordnen, welches aus dem Einströmkörper in Form mehrerer radialer Teilströme austritt und somit in die am Einströmkörper vorbeiströmende Luft eingemischt wird. Dabei erhöht der Einströmkörper den Strömungswiderstand für die Luftströmung und verursacht entsprechende Strömungsgeräusche.

Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die eine innige homogene Vermischung auf engstem Raum unter weitgehender Vermeidung von Verwir­ belungsverlusten ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird auf die Merkmale von Anspruch 1 verwiesen.

Durch die Ausbildung des Einströmkörpers in Art eines hohlen, blendenartigen Bauteils, dessen Querschnitt sich zur Ausmündung hin verkleinert, der jedoch im Bereich seiner Ausmündung Austrittsöffnungen aufweist, die ein radiales Auffächern des Verbrennungsgasstroms bewirken, ergibt sich bei guter Durchmischung ein verlustarmer Strömungsverlauf mit nur geringen Druckunterschieden im Bereich des blenden­ artigen Bauteils, z. B. gemessen vor und hinter dem Bauteil. Beeinträchtigungen der Brenner­ funktionen, insbesondere des Strömungsverlaufs innerhalb der Verbrennungszone bzw. der Verbrennung selber, sowie Geräuschbildungen werden dadurch weitgehend vermieden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht die Erzeugung eines für die Regenerierung von Rußfiltern geeigneten Gasgemisches auf engstem Raum, was gerade im Fahrzeugbau von besonderem Vorteil ist. Durch die erzielte innige Ver­ mischung der Verbrennungsgase mit dem Gasstrom ergibt sich eine zuverlässig kontrollierbare Temperatur des Gasgemisches als Voraussetzung für eine wirkungsvolle Verbrennung des Rußes, der sich im Abgasfilter angesammelt hat.

Nach Ausgestaltungen der Erfindung ist vorgesehen, daß das blendenartig verjüngte Bauteil im wesentlichen zylindrisch und zumindest im Bereich seiner Ausmündung in Umfangsrichtung wellenartig ausgebildet ist, wobei die Ausmündung einen sternförmigen Quer­ schnitt aufweisen kann. Dabei können die Austrittsöffnungen zwischen Einziehungen im Mantel des Bauteils gebildete Bauteil­ abschnitte sein. Der Verbrennungsgasstrom wird auf diese Weise radial aufgefächert, d. h. die Vergrößerung der Oberfläche des Verbrennungs­ gasstroms findet im wesentlichen in radialer Richtung im Bereich dieser Bauteilabschnitte statt, wobei wegen der Intensität der Ver­ mischung eine Mischzone geringer axialer Länge ausreichend ist.

Eine andere erfindungsgemäße Ausgestaltung besteht darin, daß die Austrittsöffnungen als Längsschlitze im Mantel des blendenartig verjüngten Bauteils ausgebildet sind. Auch durch die Längsschlitze wird bei besonders einfacher Ausbildung des Bauteils eine gute Durchmischung der Gasströme erzielt.

Im folgenden werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel mit Schlitzen als Austrittsöffnungen des Einströmkörpers und

Fig. 2 eine andere Ausführungsform mit wellenartig ausgebildeter Ausmündung des Einströmkörpers.

Fig. 1 zeigt einen Teil eines Brenners 10 mit einem Brennergehäuse 11 und einer darin ange­ ordneten Brennstoffdüse 12, die in einem Mischrohr 13 mündet. Das Mischrohr 13 ist von einem Flammrohr 14 umgeben, das die Verbren­ nungszone 15 einschließt. Das aus der Verbren­ nungszone 15 austretende Verbrennungsgas 16 soll mit einem Gasstrom 18 vermischt werden, der durch eine Leitung 19 in einen Ringraum als Zufuhrkanal 20 einströmt. Zu diesem Zweck ist an der Mündung des Flammrohres 14 ein blendenartig verjüngtes Bauteil 25 eingesetzt, dessen Querschnitt sich zur Ausmündung 21 hin verkleinert. An der Ausmündung 21 des Bauteils 25 sind Längsschlitze 22 vorgesehen, durch die das Verbrennungsgas 16 zusätzlich zur stirnseitig verbleibenden Öffnung des Bauteils 25 austritt. Dabei vermischt sich das Verbren­ nungsgas 16 mit dem im Ringraum 20 befind­ lichen Gasstrom 18. Der Ringraum 20 wird durch eine das Bauteil 25 umgebende Hülse 28 gebildet, in welche die Leitung 19 für den Gasstrom 18 mündet.

Durch starke Verjüngung der Ausmündung 21 des Bauteils 25 kann der durch die Längsschlitze 22 gezwungene Anteil des Verbrennungsgasstroms 16 vergrößert werden, um damit die Vermischung der beiden Gase soweit wie möglich noch inner­ halb des Ringraums 20 erfolgen zu lassen. Eine ähnliche Wirkung würde erreicht, wenn die stirnseitige Öffnung des Bauteils 25 geschlossen wäre.

Durch das Bauteil 25 wird der Verbrennungs­ gasstrom 16 radial aufgefächert. Der Verbren­ nungsgasstrom 16 erhält damit eine wesentlich größere Kontaktfläche für den Gasstrom 18. Dadurch kann eine gute Vermischung der beiden Gasströme bei gleichzeitig wirkungsvollem Temperaturausgleich erfolgen, ohne daß dazu besondere Maßnahmen notwendig sind. Die innige Vermischung der beiden Gasströme wird dabei in dem relativ kurzen Ringraum 20 erreicht, was zu einer Reduzierung der Gesamtlänge der Vorrichtung führt.

Um eine Auffächerung bzw. Teilung des Verbren­ nungsgasstromes 16 zu erreichen, kommen viel­ seitige Ausgestaltungen des blendenartigen Bauteils 25 in Frage.

In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem ein zylindrisches Bauteil 25′ im Bereich seiner Ausmündung 21′ in Umfangs­ richtung wellenartig geformt ist, derart, daß der Querschnitt 30 die Form eines Sternes oder ähnlichen Gebildes besitzt. Das aus dem Bauteil 25′ austretende Verbrennungsgas 16 hat dabei einen entsprechend sternförmigen Strömungsquerschnitt. Durch Einziehungen 31 zur Zylindermitte hin ergeben sich schmale sternförmig gerichtete Bauteilabschnitte 32 der Blende 25′, die eine sehr starke Ver­ größerung der Umfangsfläche des austretenden Gasstroms 16 bewirken. Die Einziehungen 31 dienen gleichzeitig der Leitung des Gasstroms 18 zur Mitte 33 des Verbrennungsgasstroms 16 hin, d. h. der Gasstrom 18 dringt in den Kern des Verbrennungsgasstroms 16 ein.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Beimischen eines Gasstroms in die Verbrennungsgase eines Öl- oder Gasbrenners, insbesondere für die Regenerierung von Rußfiltern, mit einem den Gasstrom (18) führenden Zufuhrkanal (20), der zumindest teilweise einen Einströmkörper für die Verbrennungsgase umgibt, dadurch gekennzeichnet, daß der Einströmkörper als ein sich im wesentlichen parallel zum Verbrennungsgasstrom (16) erstreckendes blendenartig verjüngtes Bauteil (25, 25′) ausgebildet ist, welches im Bereich seiner Ausmündung (21) mit den Verbrennungsgasstrom (16) radial auffächernden Austrittsöffnungen versehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil (25′) im wesentlichen zylindrisch und zumindest im Bereich seiner Ausmündung (21′) in Umfangsrichtung wellenartig ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausmündung (21′) einen sternförmigen Querschnitt (30) aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnungen als Längsschlitze (22) im Mantel des Bauteils (25) ausgebildet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnungen zwischen Einziehungen (31) im Mantel des Bauteils (25′) gebildete Bauteilabschnitte (32) sind.