DE3832016A1 - Verfahren und vorrichtung zur verbrennung fluessiger oder gasfoermiger brennstoffe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft zunächst ein Verfahren zur Verbrennung flüssiger oder gasförmiger Brennstoffe, wobei dieser Verbrennung ein aus Brennstoff und Primärluft bestehendes Gemisch sowie zusätzlich Sekundärluft zugeführt wird.

Aufgabe der Erfindung ist eine Verringerung jedweder in den Abgasen einer solchen Verbrennung auftretender Schadstoffe.

Eine Beimischung von Abgasen zur Primärluft verringert den NO _x -Anteil im Abgas wesentlich stärker als eine Abgasbeimischung zur Sekundärluft oder zur gesamten, aus Primär- und Sekundärluft bestehenden Verbrennungsluftmenge. Allerdings steigt bei einer Abgasbeimischung zur Primärluft der CO-Gehalt der Abgase.

Die Beimengung von Brennstoff zur Sekundärluft verringert gleichfalls den NO _x -Anteil in den Abgasen, zusätzlich kann hierdurch aber auch der CO-Gehalt verringert werden.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß sich beiderlei Methoden zur Verringerung der Schadstoffe im Abgas vorteilhaft miteinander kombinieren lassen.

Erfindungsgemäß wird der Primärluft ein Anteil des bei der Verbrennung entstehenden Abgases und der Sekundärluft ein Anteil des Brennstoffes beigemischt.

Dabei wird der Sekundärluft ein Anteil des Brennstoffes in einem die Zündfähigkeit dieses Gemisches ausschließenden Anteil beigemischt.

Im Zusammenhang mit dieser Lösung der eingangs definierten Aufgabe erstreckt sich die Erfindung auch auf Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens.

Eine solche Vorrichtung besteht aus einem über eine Brennstoff­ versorgungsleitung gespeisten Brenner für flüssigen oder gas­ förmigen Brennstoff und aus einer Abgasführung dieses Brenners und ist gekennzeichnet durch eine von der Abgasführung ab­ zweigende und mit der Primärluftführung und der Brennstoff­ versorgungsleitung in die Brennerkammer des Brenners mündende Abgaszweigleitung und durch eine von der Brennstoffversorgungs­ leitung abzweigende und in den Sekundärluftstrom einmündende Brennstoffzweigleitung. Eine solche Vorrichtung ermöglicht eine feinfühlige und zielführende Regelung der Anteile der der Verbrennung zugeführten Komponenten im Sinne der Erfindung.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegen­ standes münden die Primärluftführung und die Abgaszweigleitung gemeinsam mit der zum Brenner führenden Brennstoffversorgungs­ leitung in die Brennerkammer des Brenners, wodurch dessen Speisung mit den richtig bemessenen Anteilen des Gemisches sichergestellt wird.

Um außerdem auch die richtige Bemessung und gleichmäßige Ver­ teilung des Brennstoffanteiles in der Sekundärluft sicherzu­ stellen, kann gemäß einem weiteren Erfindungsmerkmal die Brennstoffzweigleitung über einen sich über die Unterseite des Brenners erstreckenden Brennstoffverteiler in den Sekundär­ luftstrom münden.

Gemäß einer anderen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mündet die Brennstoffversorgungsleitung des Brenners in eine über ein Gebläse beaufschlagte Primärluft­ führung, die in ihrem die Mündung und den Brenner umgebenden zentralen Bereich das aus Primärluft und Abgas bestehende Gemisch und in ihrem peripheren Bereich ein aus Sekundärluft und Brennstoff bestehendes Gemisch führt. Mit einer solchen gebläsebetriebenen Vorrichtung kann der Zustrom der ver­ schiedenen Komponenten zu den für sie bestimmten Bereichen des Brenners auf einfache Weise gesteuert und gewährleistet werden.

Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Vorrichtungen sind in den beiden Zeichnungsfiguren schematisch veranschaulicht. Im einzelnen zeigt

Fig. 1 das Schema eines atmosphärischen Brenners und

Fig. 2 das Schema eines gebläsebetriebenen Brenners.

Der atmosphärische Brenner nach Fig. 1 ist beispielsweise ein Gasbrenner 1, bestehend aus einem eine Brennerkammer 3 einschließenden und an seiner Oberseite Gemischaustrittsöffnungen 2 aufweisenden Brennerstab. Die Brennerflammen 4 setzen mit ihren Wurzeln an den Gemischaustrittsöffnungen 2 an und beheizen einen Wärmetauscher 5, der sich in der Abgasführung 6 befindet, die ihrerseits in eine Abgassammelhaube 7 mündet, an die der Kamin 8 und eine Strömungssicherung mit einem Auslaß 9 in den Aufstellungsraum des brennerbeheizten Gerätes, z. B. eines Wasserheizers, anschließen.

Der Brenner 1 wird über eine Brennstoffversorgungsleitung 10 mit Brennstoff gespeist. Dieser Brennstoff wird mit einem bestimmten, über eine Luftführung 11 zuströmenden, eine optimale Verbrennung ergebenden Anteil von Primärluft gemeinsam der Brennkammer 3 des Brenners 1 zugeführt.

Außerdem strömt den Brennerflammen 4 von unten her längs des Brenners 1 bzw. aus den Zwischenräumen zwischen benachbarten Brennerstäben Sekundärluft in Richtung der Pfeile 12 zu und gelangt an den Brennerstäben gemeinsam mit dem Brennstoff- Primärluft-Gemisch zur Verbrennung.

Erfindungsgemäß zweigt nun von der Abgasführung 6 im Bereich ihrer Sammelhaube 7 eine Abgaszweigleitung 13 ab und mündet gemeinsam mit dem Brennstoff 10 und der Primärluft 11 in der Brennerkammer 3 des Brenners 1.

Ferner ist unterhalb der Sekundärluftströme 12 der Verteiler 14 einer Brennstoffzweigleitung 15 vorgesehen, der sich an der Unterseite der Brennstäbe über deren gesamte Länge und Breite des Brenners erstreckt und dafür sorgt, daß der zusätzlich zugeführte Brennstoff gemeinsam mit der Sekundärluft gleich­ mäßig verteilt zu den Brennerflammen 4 gelangt.

Dieser zusätzlich mit dem Sekundärluftstrom 12 zugeführte Brennstoff kann gegebenenfalls mit einem Luftanteil vermischt sein, der so bemessen sein muß, daß das Gemisch nicht zündfähig ist.

Im übrigen sind die Vorrichtungen zur Durchführung der eingangs definierten Verfahren im Rahmen der Erfindung mannigfach abwandelbar und durchaus nicht auf die dargestellten und oben erläuterten Beispiele beschränkt.

So könnte beispielsweise die Sekundärluft schon bei ihrem Eintritt in das Gehäuse 16 des brennerbeheizten Gerätes mit dem Brennstoffanteil vermischt und erst anschließend über die Fläche der Unterseite des Brenners verteilt werden.

Fig. 2 zeigt als Ausführungsbeispiel einen Brenner 1, dessen Brennstoffversorgungsleitung 10 in einer über ein Gebläse mit Verbrennungsluft beaufschlagbaren Primärluftführung 11 mündet, und zwar in einer Brennerdüse 17 mit radialen Brennstoff­ austrittsöffnungen.

Die Luftführung teilt sich in eine Primärluftführung im Bereich 18 und eine Sekundärluftführung im peripheren Bereich 19 auf. Die Primärluftführung führt in ihrem zentralen, die Brennerdüse 17 umgebenden Bereich 18 ein aus Primärluft und Abgas bestehendes Gemisch. Im peripheren Bereich 19 der Sekundärluft wird Brennstoff im bestehenden Gemisch mitgeführt, wobei für die Zusammensetzung des Brennstoffes das Obengesagte gilt: Der Brennstoff muß einen so großen Luftanteil enthalten, daß er nicht zündfähig ist.

Claims (6)

1. Verfahren zur Verbrennung flüssiger oder gasförmiger Brennstoffe, wobei dieser Verbrennung ein aus Brennstoff und Primärluft bestehendes Gemisch sowie Sekundärluft zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Primärluft ein Anteil der bei der Verbrennung entstehenden Abgase und der Sekundärluft ein Anteil des Brennstoffes beigemischt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem der Sekundärluft beizumischenden Anteil des Brennstoffes Luft in einem die Zündfähigkeit dieses Gemisches gerade noch ausschließenden maximalen Anteil beigemischt wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, bestehend aus einem über eine Brennstoffversorgungs­ leitung gespeisten Brenner für flüssigen oder gasförmigen Brenn­ stoff und einer gemeinsam mit einer Primärluftführung in die Mischzone zur Brennkammer einmündende Brennstoffversorgungs­ leitung sowie einer Abgasführung dieses Brenners, gekennzeichnet durch eine von der Abgasführung (6) abzweigende und gemeinsam mit der Primärluftführung (11) und der Brennstoffversorgungs­ leitung (10) in die Mischzone der Brennkammer (3) mündende Abgaszweigleitung (13) und durch eine von der Brennstoffversorgungs­ leitung (10) abzweigende und in den Sekundärluftstrom (12) einmündende Brennstoffzweigleitung (15) (Fig. 1).

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärluftführung (11) und die Abgaszweigleitung (13) gemeinsam in eine zum Brenner (1) führende Brennstoff­ versorgungsleitung (10) münden (Fig. 1).

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoffzweigleitung (15) in einen sich über die Fläche der Unterseite des Brenners (1) erstreckenden Brennstoff­ verteiler (14) mündet.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoffversorgungs­ leitung (10) des Brenners (1) in einer über ein Gebläse beaufschlagbaren Primärluftführung (11) mündet, die in ihrem die Mündung und eine Brennerdüse (17) umgebenden zentralen Bereich (18) das aus Primärluft und Abgas bestehende Gemisch und in ihrem peripheren Bereich (19) ein aus Sekundär­ luft und Brennstoff bestehendes Gemisch führt (Fig. 2).