DE3903687A1 - Vorrichtung zur stufenweisen verbrennung eines brennstoff-luft-gemisches - Google Patents
Vorrichtung zur stufenweisen verbrennung eines brennstoff-luft-gemischesInfo
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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.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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