DE3902026A1

DE3902026A1 - Verfahren und einrichtung zur verbrennung eines aus brenngas und verbrennungsluft zusammengesetzten gemisches

Info

Publication number: DE3902026A1
Application number: DE19893902026
Authority: DE
Inventors: Hans-Albrecht Kohlmann; Thomas Pieper
Original assignee: Joh Vaillant GmbH and Co
Current assignee: Vaillant GmbH
Priority date: 1988-01-26
Filing date: 1989-01-20
Publication date: 1989-07-27

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren und Einrichtungen zur Verbrennung eines aus Brenngas und Verbrennungsluft zusammengesetzten Gemisches.

Bekanntlich kann beim Verbrennen eines Brenngas-Verbrennungsluft- Gemisches durch eine nahstöchiometrische Bemessung des Verbrennungs luftanteiles die Emission an Schadstoffen, wie NO_x, CO und C_xH_y auf ein Minimum verringert werden. Probleme treten jedoch bei der Realisierung eines atmosphärischen Brenners mit einer hohen Primärluftzahl auf; das Ansaugsystem war konstruktiv sehr aufwendig und eine Umstellung auf eine andere Gassorte verursachte erheb liche Schwierigkeiten.

Aufgabe der Erfindung ist die Verringerung der Schadstoffemission durch eine Gestaltung eines atmosphärischen Brenners, die es ermöglicht, ihn mit einer hohen Primärluftzahl zu betreiben. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Brenn gas auf seinem Weg zum Verbrennungsraum in zumindest einen gerichteten Strömungsstrahl versetzt und zwecks Vermengung mit Verbrennungsluft in diesem Strahl über eine Distanz durch einen mit Verbrennungsluft gespeisten Raum in den Verbrennungsraum geführt wird.

Gemäß diesem Verfahren kann demnach gegebenenfalls auf die Anordnung einer gesonderten Brennerkammer und Mischkammer ver zichtet werden, wodurch sich die Ausbildung des Brenners sehr vereinfacht. Gleichwohl ist die Luftzahl durch Variation der genannten Distanz und durch zahlreiche weitere Parameter problem los einstellbar.

Die Erfindung ermöglicht es, den über die mit Verbrennungsluft gespeiste Distanz gerichteten Strömungsstrahl aus reinem Brenngas zu bilden und dessen Mischung mit Primärluft innerhalb dieser Distanz durchzuführen. Anderseits ist es im Rahmen der Erfindung aber auch denkbar, das Brenngas schon vor seinem Eintritt in den mit Verbrennungsluft gespeisten Raum mit einem primären Ver brennungsluftanteil zu vermischen und innerhalb dieser Distanz sodann mit einem sekundären Anteil, nämlich mit dem Rest des für die Verbrennung vorgesehenen Gesamtanteiles der Verbrennungs luft zu vermengen.

Die Erfindung erstreckt sich auch auf zur Durchführung dieser Verfahren geeignete Einrichtungen, und zwar umfaßt eine solche Ein richtung vorzugsweise eine von einer Wandung begrenzte Brenngas führung mit zumindest einer in dieser Wandung zur Erzeugung eines gerichteten Strahles düsenförmig ausgebildeten Brenngas austrittsöffnung und eine durch einen luftgespeisten Raum von dieser Wandung distanzierte, axial zugeordnete Gemischaustritts öffnungen aufweisende und einen Verbrennungsraum begrenzende Brennerplatte.

Mit Hilfe einer solchen Einrichtung läßt sich das den luftge speisten Raum in einem Strömungsstrahl durchquerende Brenngas in einem beliebig wählbaren Anteil mit Verbrennungsluft mischen, bevor es im Gemisch aus den Gemischaustrittsöffnungen der Brennerplatte in den Verbrennungsraum austritt, um gezündet zu werden.

Bevorzugt sind die Brenngas- bzw. Gemischaustrittsöffnungen in der Wandung der Brenngasführung bzw. in der Brennerplatte scharenweise in einer der Leistung des Brenners entsprechenden Anzahl angeordnet und einander zugeordnet.

Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer, zur Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahren geeigneter Einrichtungen sind in den Zeichnungen veranschaulicht und nachstehend erläutert. Im einzelnen zeigen

Fig. 1 einen Gasbrenner in einem schematischen Querschnitt,

Fig. 2 eine Ausführungsvariante schaubildlich und

Fig. 3 eine abgewandelte Ausführungsform gleichfalls im Querschnitt.

Der Gasbrenner nach Fig. 1 besteht aus der Brenngasführung 1, deren Wandung 2 an ihrer zumindest eine düsenförmig gestaltete Brenngasaustrittsöffnung 3 aufweisende Oberseite gekrümmt profi liert ist und mit einem Abstand einer den Verbrennungsraum 5 begrenzenden Brennerplatte 6 gegenüberliegt, die Gemischaustritts öffnungen 4 aufweist.

Der zwischen der Wandung 2 der Brenngasführung 1 und der Brenner platte 6 befindliche Raum 7 wird in Richtung der Pfeile 8 mit Verbrennungsluft gespeist.

Das Brenngas kann aus der Brenngasführung 1 unvermischt zugeführt werden und kann seinen gesamten, zur Herstellung eines Gemisches mit einer bestimmten Soll-Luftzahl erforderlichen Verbrennungsluft anteil durch Vermischen mit primärer Verbrennungsluft innerhalb des Raumes 7 erhalten.

Man kann aber im Rahmen der Erfindung der Brenngasführung 1 auch ein bereits vorgefertigtes Gemisch zuführen, das bereits mit einem Primärluftanteil vermengt ist und im Raum 7 nur noch mit Sekundärluft auf den Soll-Gesamtanteil der Verbrennungsluft ergänzt wird.

In beiden Fällen wird das aus den Brenngasaustrittsöffnungen 3 der Brenngasführung 1 austretende Brenngas (oder Brenngas- Luft-Gemisch) in eine strahlenförmige Strömung versetzt, die auf die koaxial zugeordnete Gemischaustrittsöffnung 4 der Brennerplatte 6 gerichtet ist und beim Durchqueren des Raumes 7 einen Anteil an Verbrennungsluft (bzw. Sekundärluft) mitnimmt, der sich mit dem Brenngas vermischt.

Fig. 2 zeigt, wie in einer Brenngasführung 1 bzw. in einer Brenner platte 6 solche Brenngasaustrittsöffnungen 3 bzw. Gemisch austrittsöffnungen 4 in einander zugeordneten Scharen angeordnet sein können.

Der Brenngasführung 1 wird das Brenngas (oder ein Brenngas-Primär luft-Gemisch) über eine Zufuhrleitung 9 in Pfeilrichtung zu geführt.

Das Gemisch tritt schließlich in einer endgültigen Soll-Zusammen setzung in Richtung der Pfeile 10 aus den Gemischaustrittsöffnun gen der Brennerplatte 6 aus und speist nach seiner Zündung die Brennerflammen (Fig. 3) im Verbrennungsraum 5.

Wie Fig. 3 zeigt, können sowohl die Brennerplatte 6 als auch die Wandung 2 der Brenngasführung 1 gekrümmt profiliert sein.

Die Brenngasaustrittsöffnungen 3 der Wandung 2 der Brenngas führung 1 lassen sich im Rahmen der Erfindung besonders einfach und kostengünstig durch Tiefziehen anfertigen.

Claims

1. Verfahren zur Verbrennung eines aus Brenngas und Verbrennungsluft zusammengesetzten Gemisches, dadurch gekenn zeichnet, daß das Brenngas auf seinem Weg zum Verbrennungsraum in zumindest einen gerichteten Strömungsstrahl versetzt und zwecks Vermengung mit Verbrennungsluft in diesem Strahl über eine Distanz durch einen mit Verbrennungsluft gespeisten Raum in den Verbrennungsraum geführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Brenngas schon vor seinem Eintritt in den mit Verbrennungs luft gespeisten Raum mit einem primären Verbrennungsluftanteil vermischt und innerhalb dieser Distanz sodann mit einem sekun dären Anteil, nämlich mit dem Rest des für die Verbrennung vorgesehenen Gesamtanteiles der Verbrennungsluft vermengt wird.

3. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine von einer Wandung (2) begrenzte Brenngasführung (1) mit zumindest einer in dieser Wandung (2) zur Erzeugung eines gerichteten Strahles düsenförmig gestalteten Brenngasaustrittsöffnung (3) und eine durch einen luftgespeisten Raum (7) von dieser Wandung (2) distanzierte, axial zugeordnete Gemischaustrittsöffnungen (4) aufweisende und einen Verbrennungsraum (5) begrenzende Brennerplatte (6).

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Brenngas- bzw. Gemischaustrittsöffnungen (3 bzw. 4) in der Wandung (2) der Brenngasführung (1) bzw. in der Brennerplatte (6) scharenweise angeordnet und einander zugeordnet sind (Fig. 2, 3).

5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeich net, daß die Brenngasaustrittsöffnungen (2) in der Wandung (3) der Brenngasführung (1) durch Tiefziehen hergestellt sind.