DE4229070A1 - Verbesserter brenner, besonders geeignet fuer wandhaengende boiler - Google Patents

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf einen Brenner, der durch Vorsehen eines vollständigen und sparsamen Luft/Gas-Mischens mit sehr geringem Druckverlust eine fehlerfreie Gemisch-Geschwindigkeits- Verteilung innerhalb der Verbrennungszone, ein sehr kleines Ge­ mischvolumen oberhalb dieser Verbrennungszone, keine Möglichkeit eines selbstinduzierten Geräusches und völlige Abwesenheit einer ungewöhnlichen Verformung in dieser Verbrennungszone in rationeller, wirkungsvoller, geräuschloser und zuverlässiger Betätigung mit einem Minimum an Umweltverschmutzung ergibt.

Wie gut bekannt ist, verursachen Boiler für Zentralheizung und/ oder für häusliche Warmwasserversorgung, ob auf dem Fußboden oder an der Wand montiert, induzierter oder künstlicher Zug, Erdgas oder Flüssiggas-Feuerungsart Verbrennungsprodukte, die unter den häufigsten Ursachen für Luftverschmutzung sind. In dieser Beziehung enthalten solche Verbrennungsprodukte neben Kohlendioxid und Wasserdampf wegen der Ungleichförmigkeit der Flamme, die eine zentrale sehr reiche Gemischzone von sehr hoher Temperatur auf­ weist, auch Stickstoffoxide, die nicht nur die Augen und die Na­ senschleimhaut reizen, sondern auch negative Einwirkungen auf das Herzgefäß- und Nierensystem haben und außerdem eine Ursache des gut bekannten sauren Regens sind, wenn Luftfeuchtigkeit vorliegt.

Um die Entstehung dieser Oxide zu begrenzen, ist es deshalb not­ wendig, die Verbrennungstemperatur zu begrenzen, wobei dies im wesentlichen durch Vormischen von Luft und Brennstoff erreicht wird, um ein gleichmäßiges, ausreichend mageres Gemisch zu bilden, d. h. mit einem sehr geringen Luftüberschuß über die stöchio­ metrische Menge, die in der Lage ist, korrekt, aber mit der niedrigst möglichen Temperatur zu brennen.

Für diesen Zweck weist der Brenner häufig einen Luft/Gas-Misch­ bereich mit Luftüberschuß, einen Gemischausdehnungs- und -ver­ teilungsbereich und ein Metallgitter auf, jenseits welches die Verbrennung stattfindet. Diese bekannte Brennerart hat jedoch eine Reihe von Nachteilen, von welchen die ernsteste durch die Wärmeverformung des Gitters bestimmt ist, die insbesondere bei geringen Belastungen stattfindet, wenn die Flamme das Gitter praktisch berührt.

Andere Nachteile schließen die Schwierigkeit des Erreichens eines guten Luft-Gas-Mischens und eines gleichmäßigen Verteilens des Gemisches oberhalb des Verbrennungsgitters ein, die unmittelbar bevorstehende Explosionsgefahr, wenn die Flamme durch die Gitter­ öffnungen hindurch zurückströmt wegen der Anwesenheit eines großen Volumens an brennbarem Gemisch oberhalb des Gitters, und ein hoher Geräuschpegel wegen selbstinduzierter Druckpulsationen in­ nerhalb des Brenners von der Mischen/Flamme-Wechselwirkung.

Hilfsmittel zum Umgehen einiger dieser Nachteile sind bereits im gegenwärtigen Stand der Technik bekannt: Zum Beispiel, um Brenn­ gitter-Verformungen vorzubeugen, sind Keramikgitter oder Metall­ gitter mit einer hellen Hitzeabschirmungs-Abdeckung versehen ver­ wendet worden; außerdem können gutes Luft-Gas-Mischen und gleich­ mäßige Gemisch-Verteilung auf Kosten von hohem Druckverlust durch geeignete aufwendige Deviatoren und Lüfter erreicht werden.

Jedoch ist keiner der im Stand der Technik bekannten Brenner ge­ genwärtig in der Lage, alle die zuvor genannten Nachteile mit sparsamen und rationellen Mitteln zu umgehen, wobei dies das Ziel der vorliegenden Erfindung ist.

Dies wird praktisch erreicht, indem der Brenner, der eine Brenn­ stoff-Gas-Zufuhrleitung, eine Verbrennungsluft-Zufuhrleitung und eine Mischkammer aufweist, oben entsprechend dem einen Merkmal der vorliegenden Erfindung mit einer unten perforierten und oben offenen Kammer versehen ist, die mit kleinen, im wesentlichen ku­ gelförmigen Elementen gefüllt ist, die aus Keramik oder anderem metallischen oder nichtmetallischem Material und von denselben oder unterschiedlichen Abmessungen bestehen können, durch deren Lücken hindurch das Gemisch fließen muß und über welcher die Ver­ brennung stattfindet.

Auf diese Weise werden ein fehlerfreies Mischen und eine gleich­ mäßige Gemischverteilung von den gewundenen Wegen durch die Lücken der im wesentlichen kugelförmigen Elemente hindurch gewähr­ leistet, die das Gas und die Luft nun bekommen müssen, während die Gegenwart dieser Elemente das Volumen des zündfähigen, ober­ halb der Verbrennungszone vorhandenen Materials und deshalb die Gefahr eines Flammen-Rückströmens wesentlich verringert. Da außer­ dem ein Gitter nicht mehr vorhanden ist, gibt es da keine schäd­ liche Verformung innerhalb der Verbrennungszone, in der die im wesentlichen kugelförmigen Elemente frei sind, sich ohne irgend­ einen Zwang auszubreiten, und außerdem gestattet das System, wie experimentelle Versuche ausreichend bewiesen haben, kein Geräusch- Selbstinduzieren mit dem Ergebnis, daß der Brenner unter jedem Belastungszustand völlig geräuschlos ist.

Gemäß bevorzugter Ausgestaltungen der Erfindung werden diese kleinen, im wesentlichen kugelförmigen Elemente entweder durch einen geeigneten Behälter zusammengehalten, der unten mit Perforationen versehen ist, oder durch Schweißen an ihren Berührungspunkten, um ein einzelnes "Nougat"-Pack von im wesentlichen kugelförmigen Elementen zu bilden.

Die Erfindung wird im einzelnen hiernach mit bezug auf die Be­ gleitzeichnung beschrieben, die eine bevorzugte Ausgestaltung als nicht begrenzendes Beispiel davon erläutert, in der technische oder konstruktive Änderungen dazu gemacht werden können, ohne aber den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

In dieser Zeichnung bezeichnet 1 alles umfassend einen Brenner, der mit einer Brennstoff-Gas-Zufuhrleitung 2 ausgestattet ist, einer Verbrennungsluft-Zufuhrleitung 3 und einer Mischkammer 4. Der Brenner 1 ist oben mit einer Kammer 5 ausgerüstet, die an ihrem oberen Ende offen und an ihrer Basis mit Perforationen 6 ver­ sehen ist, wobei die Kammer mit kleinen kugelförmigen oder im wesentlichen kugelförmigen Keramikelementen 7 von derselben Größe gefüllt ist, die an ihren Berührungspunkten zusammengeschweißt sind, um ein einzelnes "Nougat"-Pack von kugelförmigen Elementen 7 zu bilden.

Claims (7)

1. Brenner, bestehend aus einer Brennstoff-Gas-Zufuhrleitung, einer Verbrennungsluft-Zufuhrleitung und einer Mischkammer, dadurch gekennzeichnet, daß er oben mit einer unten perforierten und oben offenen Kammer ausgerüstet ist, die mit kleinen, im wesentlichen kugel­ förmigen Elementen gefüllt ist, durch deren Lücken hindurch das Gemisch fließen muß und über welcher die Verbrennung stattfindet.

2. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß kleine, im wesentlichen kugelförmige Elemente von einem geeigneten Behälter zusammengehalten werden, der unten mit Perforationen versehen ist.

3. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kleinen, im wesentlichen kugelförmigen Elemente durch Schweißen an ihren Berührungspunkten zusammengehalten werden, um ein einzelnes "Nougat"-Pack von im wesentlichen kugelförmigen Elementen zu bilden.

4. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kleinen, im wesentlichen kugelförmigen Elemente aus Keramik-Material bestehen.

5. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kleinen, im wesentlichen kugelförmigen Elemente aus Metall bestehen.

6. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kleinen, im wesentlichen kugelförmigen Elemente von derselben Größe sind.

7. Brenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kleinen, im wesentlichen kugelförmigen Elemente von unterschiedlicher Größe sind.