DE3903687A1 - Vorrichtung zur stufenweisen verbrennung eines brennstoff-luft-gemisches - Google Patents

Vorrichtung zur stufenweisen verbrennung eines brennstoff-luft-gemisches

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Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur stufenweisen Ver­ brennung eines Brennstoff-Luft-Gemisches in zumindest zwei in dessen Strömungsrichtung nacheinander angeordneten Brennkammern.
Eine solche Einrichtung dient der schadstofffreien Verbrennung von Brennstoff-Luft-Gemischen, indem der zweiten Verbrennungs­ stufe ein Gemisch zugeführt wird, das die Abgase der ersten Verbrennungsstufe und darin allenfalls enthaltenen unverbrannt gebliebenen Brennstoff umfaßt, also Schadstoffe, die in der zweiten Verbrennungsstufe vollständig oxidiert werden können.
Aufgabe der Erfindung ist die Gestaltung einer Einrichtung der obenbezeichneten Gattung, die eine noch weitergehend schadstoff­ freie Verbrennung des Brennstoff-Luft-Gemisches ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einer Einrichtung der eingangs bezeichneten Gattung jeder der beiden von je einer Brennerplatte begrenzten Brennkammern ein eigener Wärmetauscher zugeordnet ist.
Das zu verbrennende Gemisch wird also erfindungsgemäß zunächst einer ersten Brennkammer zugeführt, wobei darauf zu achten sein wird, daß die Luftzahl des für diese erste Verbrennungsstufe bestimmten Gemisches geringer als 1 ist, damit diese erste Ver­ brennung unvollständig erfolgt.
Das aus unverbranntem Brennstoff und Abgasen der ersten Ver­ brennungsstufe bestehende Gemisch wird nun durch den der ersten Brennkammer zugeordneten Wärmetauscher gekühlt, um die thermisch bedingte Entstehung von NO zu unterbinden.
Das in der ersten Verbrennungsstufe entstandene Abgas mit darin enthaltenen Schadstoffen, u.a. unverbrannt gebliebenem Brennstoff, wird nun in der zweiten Brennkammer der zweiten Verbrennungsstufe zugeführt, in der die beim ersten Verbrennungsvorgang unverbrannt gebliebenen Schadstoffe vollständig oxidiert werden.
Der Vorteil dieser Vorgangsweise besteht vor allem darin, daß in der ersten Verbrennungsstufe bereits ein Teil der Brenngase um­ gesetzt wird, infolge der Kühlung der ersten Verbrennungsstufe die Verbrennungstemperatur auch in der zweiten Verbrennungsstufe vergleichsweise niedrig bleibt und somit die thermisch bedingte NO-Ausbildung vermieden werden kann.
Die Kühlung der ersten Verbrennungsstufe kann mit einem grund­ sätzlich beliebig gestaltbaren Wärmetauscher durchgeführt werden, beispielsweise durch eine Kühlung der Brennkammerwandung mittels eines Kühlmediums, wie Wasser. In diesem Fall kann nach einer bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes zur Verwertung der bei der Kühlung der ersten Verbrennungsstufe gewonnenen Wärme der Vorlauf des der ersten Brennkammer zuge­ ordneten Wärmetauschers über eine das aus Wasser bestehende Kühlmittel führende Leitung an den Rücklauf des der zweiten Brennkammer zugeordneten, der Beheizung dieses Wassers dienenden Wärmetauschers angeschlossen sein.
Es erweist sich ferner als empfehlenswert, in Strömungsrichtung des Brennstoff-Luft-Gemisches hinter dem der ersten Brennkammer zugeordneten Wärmetauscher eine Verbrennungsluftführung für zusätzliche Verbrennungsluft in das die Abgase der ersten Brenn­ kammer enthaltende Gemisch münden zu lassen.
Diese Verbrennungsluftführung für zusätzliche Verbrennungsluft kann raumsparend die zur ersten Brennerplatte führende Ver­ brennungsluftführung, die Gemischführung und die erste Brennkammer selbst ummanteln.
Die einzige Zeichnungsfigur stellt ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes schematisch dar.
Bei der dargestellten Einrichtung wird die Verbrennungsluft den Brennerplatten 1 und 2 eines Gasbrenners zunächst über eine Verbrennungsluftführung 3 zugeführt, in deren Achse sich eine über eine radiale Zuleitung mit Brenngas gespeiste, radiale Austrittsöffnungen aufweisende Gasdüse 4 befindet.
Die Verbrennungsluftführung 3 und die koaxial anschließende Gemischführung 8 für das aus Brenngas und Verbrennungsluft bestehende Gemisch wird von einer Verbrennungsluftführung 5 für zusätzliche Verbrennungsluft ummantelt.
Stromab der Gasdüse 4 wird die Gemischführung 8 durch die erste Brennerplatte 1 gegen eine erste Brennkammer 6 begrenzt, der zwecks Kühlung ein eigener Wärmetauscher 7, z.B. ein wasser­ führendes Rippenrohr, eine Rohrschlange od.dgl., zugeordnet ist.
Dieser Brennkammer 6 wird das Brenngas-Luft-Gemisch aus der Gemischführung 8 mit einer Luftzahl zugeführt, die geringer als 1 ist, so daß in dieser ersten Brennkammer 6 nur eine unvoll­ ständige Verbrennung stattfindet.
Zur vollständigen Verbrennung strömt das Abgas aus der ersten Brennkammer 6 über den Wärmetauscher 7 der zweiten Brennerplatte 2 zu, die eine zweite Brennkammer 9 begrenzt, der ein zweiter Wärmetauscher 10 zugeordnet ist.
Dem aus noch unverbranntem Gemisch und den Abgasen aus der ersten Brennkammer 6 zusammengesetzten, der zweiten Brennerplatte 2 zuströmenden Gemisch 11 wird zusätzliche Verbrennungsluft 12 aus der mantelförmigen Verbrennungsluftführung 5 zugeführt, damit dieses Gemisch mit einer Luftzahl oberhalb 1 in der zweiten Brennkammer 9 einer vollständigen Verbrennung zugeführt werden kann. Aus dem zweiten Wärmetauscher 10 treten somit nur weitestgehend schadstoffreie Abgase 15 aus.
Der Vorlauf des bloß der Kühlung der Brennkammer 6 dienenden Wärmetauschers 7 ist über eine Leitung 18 an den Rücklauf 14 des für die Beheizung des zu beheizenden Mediums, vorzugsweise Wasser, dienenden Wärmetauschers 10 angeschlossen. Die Beheizung dieses Mediums erfolgt im Umlauf über ein nicht dargestelltes Umlaufsystem über den Vorlauf 16 des zweiten Wärmetauschers 10 und den Rücklauf 17 des ersten Wärmetauschers 7.

Claims (4)

1. Einrichtung zur stufenweisen Verbrennung eines Brennstoff- Luft-Gemisches in zumindest zwei in dessen Strömungsrichtung nacheinander angeordneten Brennkammern, dadurch gekennzeichnet, daß jeder dieser von je einer Brennerplatte (1, 2) begrenzten Brennkammern (6 bzw. 9) ein eigener Wärmetauscher (7 bzw. 10) zugeordnet ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorlauf (13) des der ersten Brennkammer (6) zugeordneten, der Kühlung dieser Brennkammer dienenden Wärmetauschers (7) über eine das Kühlmittel, vorzugsweise Wasser, führende Leitung (18) an den Rücklauf (14) des der zweiten Brennkammer (9) zugeordneten, der Beheizung eines zu beheizenden umlaufenden Mediums dienenden Wärmetauschers (10) angeschlossen ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine in Strömungsrichtung des Brennstoff-Luft-Gemisches hinter dem der ersten Brennkammer (6) zugeordneten Wärmetauscher (7) in das die Abgase der ersten Brennkammer (6) enthaltende Gemisch (11) mündende Verbrennungsluftführung (5) für zusätz­ liche Verbrennungsluft (12).
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß diese Verbrennungsluftführung (5) für zusätzliche Verbrennungs­ luft (12) die zur ersten Brennerplatte (1) führende Verbrennungs­ luftführung (3), die Gemischführung (8) und die erste Brenn­ kammer (6) ummantelt.
DE19893903687 1988-02-08 1989-02-08 Vorrichtung zur stufenweisen verbrennung eines brennstoff-luft-gemisches Granted DE3903687A1 (de)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4242003A1 (de) * 1992-12-12 1994-06-16 Abb Research Ltd Prozesswärmeerzeuger
DE4302847A1 (de) * 1993-02-02 1994-08-04 Abb Research Ltd Verfahren zur schadstoffarmen 2-Stufen-Verbrennung eines Brennstoffs sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
WO2002033318A1 (en) * 2000-10-18 2002-04-25 Gas Technology Institute Compact low-nox high-efficiency heating apparatus
WO2004099672A3 (en) * 2003-04-30 2004-12-29 Siemens Westinghouse Power Non-catalytic combustor for reducing nox emissions
WO2008104859A3 (en) * 2007-02-28 2009-05-14 Exel 2 S R L Boiler and method for operating said boiler
FR2981143A1 (fr) * 2011-10-11 2013-04-12 Snecma Dispositif d'echauffement d'un fluide

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4422535A1 (de) * 1994-06-28 1996-01-04 Abb Research Ltd Verfahren zum Betrieb einer Feuerungsanlage
JP4310881B2 (ja) * 2000-04-12 2009-08-12 トヨタ自動車株式会社 燃焼加熱装置およびこれを備える燃料改質装置並びに燃料電池システム

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2409950B2 (de) * 1973-03-01 1978-09-28 Tokyo Gas Co. Ltd., Tokio Verfahren zum Verbrennen von Kohlenwasserstoffbrennstoff
US4240784A (en) * 1978-09-25 1980-12-23 Dauvergne Hector A Three-stage liquid fuel burner
US4395223A (en) * 1978-06-09 1983-07-26 Hitachi Shipbuilding & Engineering Co., Ltd. Multi-stage combustion method for inhibiting formation of nitrogen oxides
GB2116308A (en) * 1982-03-08 1983-09-21 Westinghouse Electric Corp Improved Low-NOx, rich-lean combustor
DE3545524A1 (de) * 1985-12-20 1987-07-02 Kraftwerk Union Ag Mehrstufenbrennkammer fuer die verbrennung von stickstoffhaltigem gas mit verringerter no(pfeil abwaerts)x(pfeil abwaerts)-emission und verfahren zu ihrem betrieb

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
HU173841B (hu) * 1974-12-11 1979-09-28 Energiagazdalkodasi Intezet Sposob otoplenija dlja szhiganija gorjuchikh gazov bez otravlenija i korrozii i ustrojstvo dlja povyshenija udel'noj nagrevatel'noj mohhnosti
US4354821A (en) * 1980-05-27 1982-10-19 The United States Of America As Represented By The United States Environmental Protection Agency Multiple stage catalytic combustion process and system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2409950B2 (de) * 1973-03-01 1978-09-28 Tokyo Gas Co. Ltd., Tokio Verfahren zum Verbrennen von Kohlenwasserstoffbrennstoff
US4395223A (en) * 1978-06-09 1983-07-26 Hitachi Shipbuilding & Engineering Co., Ltd. Multi-stage combustion method for inhibiting formation of nitrogen oxides
US4240784A (en) * 1978-09-25 1980-12-23 Dauvergne Hector A Three-stage liquid fuel burner
GB2116308A (en) * 1982-03-08 1983-09-21 Westinghouse Electric Corp Improved Low-NOx, rich-lean combustor
DE3545524A1 (de) * 1985-12-20 1987-07-02 Kraftwerk Union Ag Mehrstufenbrennkammer fuer die verbrennung von stickstoffhaltigem gas mit verringerter no(pfeil abwaerts)x(pfeil abwaerts)-emission und verfahren zu ihrem betrieb

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DE-Z: Fachreport Rauchgasreinigung. In: BWK 1/2, 1986, S.15-17 *
JP 62-123208 A., In: Patents Abstracts of Japan, M-640, 1987, Vol.11, No.344 *

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4242003A1 (de) * 1992-12-12 1994-06-16 Abb Research Ltd Prozesswärmeerzeuger
DE4302847A1 (de) * 1993-02-02 1994-08-04 Abb Research Ltd Verfahren zur schadstoffarmen 2-Stufen-Verbrennung eines Brennstoffs sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
WO2002033318A1 (en) * 2000-10-18 2002-04-25 Gas Technology Institute Compact low-nox high-efficiency heating apparatus
US6966186B2 (en) 2002-05-01 2005-11-22 Siemens Westinghouse Power Corporation Non-catalytic combustor for reducing NOx emissions
WO2004099672A3 (en) * 2003-04-30 2004-12-29 Siemens Westinghouse Power Non-catalytic combustor for reducing nox emissions
WO2008104859A3 (en) * 2007-02-28 2009-05-14 Exel 2 S R L Boiler and method for operating said boiler
FR2981143A1 (fr) * 2011-10-11 2013-04-12 Snecma Dispositif d'echauffement d'un fluide
WO2013054031A1 (fr) * 2011-10-11 2013-04-18 Snecma Dispositif d'echauffement d'un fluide
US20140245717A1 (en) * 2011-10-11 2014-09-04 Snecma Device for heating a fluid
JP2015501397A (ja) * 2011-10-11 2015-01-15 スネクマ 流体を加熱するための装置
RU2607427C2 (ru) * 2011-10-11 2017-01-10 Снекма Устройство для нагрева текучей среды
US9803589B2 (en) 2011-10-11 2017-10-31 Snecma Device for heating a fluid

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ATA24188A (de) 1990-02-15
AT391185B (de) 1990-08-27

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