DE4417417A1 - Brenneranordnung - Google Patents

Brenneranordnung

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DE4417417A1
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Timothy P Seel
Richard H Wojtkowski
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    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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    • F23D14/00Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/02Premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air upstream of the combustion zone
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
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Description

Die Erfindung betrifft allgemein eine Brenneranordnung für einen Heizstrahler vom Infrarot-Typ und insbesondere eine relativ kostengünstige Brenneranordnung für einen IR-Heiz­ strahler niedriger Intensität mit einem zylindrischen Bren­ nerrohr, wobei Primärluft mit einem Brenngas in einem Bren­ nertopf, der von einer Mischtopfanordnung gebildet ist, gründlich vorvermischt wird und das gründlich vorvermischte Primärluft/Brenngasgemisch durch Kanäle in Form von Öffnun­ gen in einem Keramikblock und Öffnungen in einem Metallgit­ ter zu einem Zündort strömt, und wobei Sekundärluft um die Mischtopfanordnung herumgeleitet wird und die Primär- und die Sekundärluft miteinander in unbegrenzter Strömungsver­ bindung sind, so daß nach dem Zünden die Primär- und die Sekundärluft aufgrund von Umgebungsbedingungen in dem Bren­ nerrohr sich aufeinander einstellen; diese relativ kosten­ günstige Konstruktion erzielt eine im wesentlichen vollstän­ dige Verbrennung und dementsprechend relativ niedrige NOx- und CO-Emissionen sowie eine stabile rohrförmige zylindri­ sche Flamme, um eine gleichmäßigere Erhitzung eines zylin­ drischen Brennerrohrs zu erreichen.
Brenneranordnungen für Heizstrahler geringer Intensität sind wohlbekannt. Typische Konstruktionen sind in den US-PS 2 759 473, 4 531 914, 4 062 383, 4 693 250, 4 705 022, 4 800 866, 4 813 867 und 4 869 229, der DE-PS 3 343 799 und der Sowjetischen Patentschrift 197 709 gezeigt. Diese Kon­ struktionen zeigen relativ teure, komplizierte Strukturen oder solche, die nicht die relativ niedrigen NOx- und CO- Werte erreichen, die mit der Konstruktion gemäß der Erfin­ dung erreichbar sind.
Roberts-Gordon, Inc., der Erwerber der vorliegenden Patent­ anmeldung, verkauft ebenfalls ein Heizstrahlersystem niedri­ ger Intensität des Typs, wie er in den vorstehenden Druck­ schriften allgemein angegeben ist, und zwar unter dem Waren­ zeichen VANTAGE®. Diese Konstruktion weist zwar kostenspa­ rende Merkmale auf, die in den obigen Druckschriften nicht angegeben sind, erreicht jedoch nicht die verringerten CO- und NOx-Emissionen der Konstruktion gemäß der Erfindung und unterhält auch im Betrieb keine ebenso stabile Flamme wie die Erfindung.
Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer verbes­ serten, einfachen, relativ kostengünstigen Brenneranordnung für einen Heizstrahler geringer Intensität des Typs, der ein langes Brennerrohr verwendet, wobei im Betrieb des Heiz­ strahlers niedrigere NOx- und CO-Emissionen erreichbar sind, als sie derzeit mit anderen vergleichbaren Systemen erzielt werden können, und wobei die Brenneranordnung im Betrieb eine stabile Flamme hat, wodurch eine gleichmäßigere Erhit­ zung des langen Brennerrohrs erreicht wird, als das mit an­ deren bekannten Konstruktionen möglich ist; dadurch wird außerdem eine längere Lebensdauer der Brennerrohre erreicht.
Diese Aufgabe wird gelöst durch Anbringen einer allgemein zylindrischen Mischtopfanordnung wenigstens teilweise in einem langen, allgemein zylindrischen Brennerrohr. Die Mischtopfanordnung weist ein allgemein zylindrisches Misch­ rohr mit einem auf- und einem abstromseitigen Ende auf. Das abstromseitige Ende ist von einer Durchtrittseinrichtung abgeschlossen, die einen Keramikblock aufweist. Das Misch­ rohr und der Keramikblock bilden einen Brennertopf. Die Durchtrittseinrichtung weist ferner ein Metallgitter in Kontakt mit der abstromseitigen Endfläche des Keramikblocks auf. Der Keramikblock hat eine Vielzahl von relativ kleinen Kanälen, die durch den Block von seiner aufstromseitigen Endfläche zu seiner abstromseitigen Endfläche verlaufen und einen Gasdurchfluß durch den Block mit relativ geringem Druckabfall erlauben. Das Metallgitter hat eine Vielzahl von relativ kleinen Öffnungen. Es sind Mittel vorgesehen zur Einleitung von Primär- und Sekundärluft in das aufstrom­ seitige Ende des Mischrohrs und das aufstromseitige Ende des Brennerrohrs. Ferner sind Mittel vorgesehen zum Einleiten von Brenngas in den Brennertopf, wobei das Gas auf solche Weise eingeleitet wird, daß es sich vollständig mit Primär­ luft vermischt und nicht auf dem Brennertopf überströmt. Das gründlich vermischte Primärluft-Brenngasgemisch strömt durch die Kanäle in dem Keramikblock und die Öffnungen in dem Me­ tallgitter. Die Sekundärluft strömt um die Mischtopfanord­ nung herum in einer zu der Achse des Mischrohrs allgemein parallelen Richtung, bis sie zum abstromseitigen Ende des Mischerrohrs gelangt, wonach sie in die Verbrennungszone des Brennerrohrs ungehindert eintritt. Die Primärluft und die Sekundärluft sind miteinander in direkter Strömungsverbin­ dung, da die Mischtopfanordnung an der Stelle offen ist, an der die Primärluft eingeleitet wird, und da zwischen der In­ nenfläche des Brennerrohrs und der Außenfläche der Misch­ topfanordnung keine Begrenzungen vorhanden sind. Somit kann die Brenneranordnung nach dem Zünden die Primär/Sekundär­ luftverhältnisse nach Maßgabe von Umgebungsbedingungen in der Verbrennungszone in dem Brennerrohr einstellen. Das Metallgitter hat eine relativ große zentrale Öffnung, so daß nach der Ausbildung einer Flamme eine stabile rohrförmige zylindrische Flamme von der Brenneranordnung ausgeht, wobei das Gitter als Zündfläche wirkt, nachdem eine Flamme aus­ gebildet worden ist. Die ausgeglichene rohrförmige zylindri­ sche Flamme heizt das Brennerrohr so gleichförmig wie mög­ lich über seine Länge ohne heiße Flecken auf.
Die Erfindung ist im folgenden anhand von Ausführungsbei­ spielen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines Heizstrahlersystems, bei dem die Brenneranordnung der Erfindung angewandt wird;
Fig. 2 teilweise im Schnitt eine Seitenansicht der Bren­ neranordnung von Fig. 1;
Fig. 3 eine Endansicht der Brenneranordnung von Fig. 2;
Fig. 4 einen vergrößerten Schnitt eines Teils der Misch­ topfanordnung, die ein Teil der Brenneranordnung von Fig. 2 ist; und
Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie 5-5 von Fig. 2.
Die Brenneranordnung ist in den Zeichnungen allgemein mit 10 bezeichnet. Die Brenneranordnung weist als ihre Hauptbe­ standteile folgendes auf: ein Brennerrohr 12, eine insgesamt mit 14 bezeichnete, allgemein zylindrische Mischtopfanord­ nung, die einen Brennertopf bildet, und eine allgemein mit 16 bezeichnete Befestigungseinrichtung zum Anbringen der Mischtopfanordnung in dem Brennerrohr. Die Brenneranordnung hat außerdem eine allgemein mit 18 bezeichnete Einrichtung zum Einleiten von Luft in das aufstromseitige Ende des Brennerrohrs und den Brennertopf sowie eine allgemein mit 20 bezeichnete Einrichtung zum Einleiten von Brenngas in den Brennertopf. Derjenige Teil der Luft, der in den Brennertopf eintritt, wird als Primärluft bezeichnet, und derjenige Teil der Luft, der um die Mischtopfanordnung herumströmt, wird als Sekundärluft bezeichnet.
Die Einrichtung 18 zum Einleiten von Luft in das aufstrom­ seitige Ende des Brennerrohrs und den Brennertopf weist eine allgemein mit 21 bezeichnete Gebläseanordnung auf, die von einem Gehäuse 22 abgestützt ist. Das Gehäuse 22 haltert außerdem die Mittel zum Einleiten von Brenngas in den Bren­ nertopf. Das Gehäuse 22 ist mit einem Ende des Brennerrohrs 12 verbunden.
Das Brennerrohr 12 hat ein aufstromseitiges Ende 12.1 und ein abstromseitiges Ende 12.2. Das abstromseitige Ende 12.2 des Brennerrohrs 12, das auch als Strahlerrohr bezeichnet werden kann, ist mit einem Schornsteinverbinder 24 verbun­ den, der seinerseits an einen Schornstein 26 angeschlossen ist, der wiederum zur Außenseite eines Gebäudes entgast wird. Das Brennerrohr 12 ist an dem Gehäuse auf irgendeine herkömmliche Weise befestigt. Wie die Zeichnung zeigt, ist das aufstromseitige Ende 12.1 des Brennerrohrs 12 mit einem nach radial außen verlaufenden Flansch 12.11 versehen. Eine Öffnungen aufweisende Befestigungsplatte 28 (Fig. 1) ist um das Strahlerrohr 12 herum gleitend aufgenommen und kann in Anlage an dem Flansch 12.11 gebracht werden. Wenn sie in der Flanscheingriffsposition ist, kann die Platte an dem Gehäuse 22 mit herkömmlichen Befestigungselementen 30 befestigt werden.
Die Hauptbestandteile der allgemein zylindrischen Mischtopf­ anordnung 14 sind ein allgemein zylindrisches Mischrohr 32, eine Kanaleinrichtung in Form eines Keramikblocks 34, der ein Ende des Mischrohrs abschließt, und ein Metallgitter 36, das mit dem Keramikblock in Kontakt ist. Das allgemein zylindrische Mischrohr 32 hat ein aufstromseitiges Ende 32.1 und ein abstromseitiges Ende 32.2. Der Keramikblock 34 ist ungefähr 1,25 cm dick und auf solche Weise bearbeitet, daß sein Außenrand in der Rohrinnenfläche 32.3 angrenzend an das abstromseitige Ende 32.2 engpassend aufgenommen ist. Der Keramikblock ist daran auf irgendeine herkömmliche Weise befestigt, beispielsweise mit einem Hochtemperaturklebstoff oder -zement 37. Die aufstromseitige Fläche oder Endfläche 34.2 des Keramikblocks und die Rohrinnenfläche 32.3 an der Aufstromseite des Keramikblocks bilden einen Brennertopf 14C. Der Keramikblock weist eine Vielzahl von relativ klei­ nen Öffnungen bzw. Kanälen 34.1 auf, die sich von der auf­ stromseitigen Endfläche 34.2 vollständig durch den Keramik­ block zu der abstromseitigen Endfläche 34.3 erstrecken. Die Kanäle sind so ausgelegt, daß ein relativ geringer Druckab­ fall auftritt, wenn ein Gemisch aus Primärluft und Brenngas aus dem Brennertopf durch den Keramikblock strömt. In der Praxis wurde gefunden, daß zufriedenstellende Ergebnisse erzielbar sind, wenn 6-8 Kanäle pro cm Länge vorgesehen sind. Das Metallgitter 36 ist auf solche Weise angebracht, daß seine aufstromseitige Endfläche 36.1 in Kontakt mit der abstromseitigen Endfläche 34.3 des Keramikblocks liegt.
Im Betrieb der Brenneranordnung wirkt die abstromseitige Endfläche 36.2 des Metallgitters nach dem Anfahren als Zündfläche. Das Gitter 36 weist eine Vielzahl von relativ kleinen Öffnungen 36.3 auf, wovon ungefähr 2 pro cm Länge vorgesehen sind, wobei jede Öffnung einen Durchmesser von ca. 0,3 cm hat. Außerdem weist das Metallgitter eine große zentrale Öffnung 36.4 mit einem Durchmesser von ca. 3,75 cm auf. Da die abstromseitige Endfläche 36.2 des Metallgitters als Zündfläche wirkt, hat die Flamme nach dem Anfahren auf­ grund des Entfernens des zentralen Bereichs des Gitters eine rohrförmige zylindrische Gestalt. Das Gemisch aus Brenngas und Luft, das durch die große zentrale Öffnung 36.4 geleitet wird, kann die Flamme abstromseitig von der Mischtopfanord­ nung weiter speisen. Das Gitter 36 kann zwar auf irgendeine Weise befestigt sein, wobei seine aufstromseitige Endfläche 36.1 in Kontakt mit der abstromseitigen Endfläche 34.2 des Keramikblocks ist, aber in der Praxis ist das Gitter mit einem Metallclip 38 (Fig. 4) auf den Keramikblock geklemmt, wobei zwei diametral entgegengesetzte Clips vorgesehen sind und jeder Clip eine Breite von ungefähr 1,25 cm hat. Der Keramikblock 34 und das Gitter 36 sind somit durch den Metallclip 38 als Untereinheit ausgebildet, und da sie einen Gesamtdurchmesser von ca. 6,5 cm haben, was der Innendurch­ messer des Mischerrohrs ist, können sie dann in ihrer Lage am abstromseitigen Ende des Mischrohrs mit irgendeinem ge­ eigneten Hochtemperaturzement oder dergleichen verklebt werden.
Die allgemein mit 16 bezeichnete Befestigungseinrichtung hat zwei allgemein U-förmige Halterungen 40, die mit der Außen­ fläche 32.4 des Mischrohrs bevorzugt punktverschweißt sind.
Die U-förmigen Halterungen stützen das Mischrohr auf solche Weise ab, daß an der Unterseite (in Fig. 3 gesehen) zwischen der inneren rohrförmigen oder zylindrischen Fläche 12.3 des Brennerrohrs und der Außenfläche 32.4 des Mischrohrs ein Spielraum von wenigstens 1,14 cm vorhanden ist. Die Halte­ rungen sind ihrerseits an dem Gehäuse 22 mit Schrauben 42 oder irgendeinem anderen herkömmlichen Befestigungselement befestigt. Wie aus der Zeichnung hervorgeht, verläuft bei der bevorzugten Ausführungsform das Brennerrohr 12 horizon­ tal, und die Halterungen 40 stützen das Mischrohr auf solche Weise ab, daß seine Mittellinie geringfügig unter der Mit­ tellinie des Brennerrohrs liegt.
Wie bereits gesagt, weist die Einrichtung zur Einleitung von Luft in das aufstromseitige Ende des Brennerrohrs ein Ge­ häuse 22 auf, das eine Gebläseanordnung 21 trägt. Die Ge­ bläseanordnung hat einen Motor 44, der ein herkömmliches Gebläse 46 antreibt, wobei das Gebläse 46 Umgebungsluft durch einen Luftfilter 48 ansaugt, der an der Außenfläche des Gehäuses 22 angebracht ist, Umgebungsluft durch den Filter 48 und durch eine geeignete Öffnung oder Öffnungen (nicht gezeigt) in der Gehäusewand geleitet und die Luft von dem Gebläse in das Innere des Gehäuses 22 abgegeben wird. Das Gehäuse 22 ist mit einer großen Öffnung 50 versehen, durch die die Druckluft in dem Gehäuse abgegeben werden kann, wobei das aufstromseitige Ende 12.1 des Brennerrohrs um die Öffnung 50 herum angeordnet oder auf diese Weise an dem Gehäuse befestigt ist.
Die Einrichtung zur Einleitung von Brenngas in das Brenner­ rohr umfaßt ein Gasventil oder einen Gasregler 52, der in dem Gehäuse angebracht sein kann, wobei das Ventil oder der Regler durch eine Zuführleitung 54 Druckbrenngas empfängt. Eine Gasleitung 56 verläuft zwischen dem Ventil 52 und der Mischtopfanordnung, wobei das aufstromseitige Ende 56.1 der Gasleitung an dem Ventil 52 auf irgendeine herkömmliche Weise befestigt ist. Bei der bevorzugten Ausführungsform weist das abstromseitige Ende 56.2 der Gasleitung einen Brennermuffel 58 auf, der einen größeren Innendurchmesser als die Gasleitung 56 hat. Jedenfalls endet die Gasleitung oder der Brennermuffel in der Mischtopfanordnung 14 zwischen dem aufstromseitigen Ende 32.1 des Mischrohrs und der auf­ stromseitigen Endfläche 34.2 des Keramikblocks auf solche Weise, daß das Brenngas nicht aus der Mischtopfanordnung überströmt und sich gründlich mit der Primärluft in der Mischtopfanordnung vermischt, wonach das gründlich vermisch­ te Primärluft-Brenngasgemisch durch die Kanäle 34.1 in dem Keramikblock und die Öffnungen 36.3 in dem Metallgitter strömt. Um das Vermischen von Gasen in dem Brennertopf zu erleichtern, weist der Brennermuffel Öffnungen 58.1 auf, die zulassen, daß eine geringe Primärluftmenge in den Muffel eintritt. Die eintretende Primärluft erzeugt wiederum Wirbel in dem Brennermuffel, wodurch das Vermischen des Gases mit Primärluft in dem Brennertopf erleichtert wird.
Nachdem der Strom aus Luft und Gas eingeleitet ist, wird er von einer Zündeinrichtung gezündet, die eine isolierte Hochspan­ nungselektrode 60 und eine Masseelektrode (nicht gezeigt) aufweist. Ein Sensor 62 ist angrenzend an die Elektrode 60 angebracht.
Die Zündsequenz ist wie folgt. Der Gebläsemotor 44 treibt das Gebläse 46 an. Nachdem ein Schalter (nicht gezeigt) in dem Gehäuse 22 Druckluft erfaßt hat, öffnet der Zündsteuer­ modul 64 das Gasventil 52, so daß Brenngas in den Brenner­ topf 14C strömt, sich mit Primärluft in der Mischtopfanord­ nung gründlich vermischt, das gründlich vermischte Gas- Luftgemisch dann durch die Kanäle 34.1 und die Öffnungen 36.3 und 36.4 strömt. Unmittelbar vor der Zündung besteht in dem Brennertopf 14C ein höherer Druck und an der Außenseite und um den Brennertopf herum ein niedrigerer Druck, was bewirkt, daß ein fettes Gas-Luftgemisch vorliegt. Der Steuermodul aktiviert die Hochspannungselektrode zur Abgabe eines Zündfunkens, was die Zündung des anfangs fetten Gas- Luftgemischs bewirkt. (Wenn der Sensor 62 nach einem geeig­ neten Zeitraum keine Zündung erfaßt, wird das Ventil 52 geschlossen.) Wenn das Gas-Luftgemisch zündet, schiebt sich die Flamme von der abstromseitigen Oberfläche des Metall­ gitters 36 weg und hat die Tendenz, Sekundärluft zu ver­ brauchen, die um das Mischrohr 32 herumströmt. Während die Flamme weiterbrennt, bildet sie innerhalb eines sehr kurzen Zeitraums einen stabilen Zustand aus, wobei sie von der heißen Oberfläche 36.2 des Metallgitters 36 gezündet wird und die Primärluft, die in das Brennerrohr durch die Öffnung 50 eingeleitet wird, sich mit dem Gas in dem Brennertopf 14 und der Sekundärluft, die durch den ringförmigen Raum um die Mischtopfanordnung 14 und die Innenfläche 12.3 des Brenner­ rohrs geleitet wird, gründlich vermischt.
Bei der in den Zeichnungen dargestellten Konstruktion wurde gefunden, daß über eine Vielzahl von Feuerungsraten niedrige NOx- und CO-Emissionen erzielt werden, da eine im wesentli­ chen vollständige Verbrennung des gesamten Gases in dem Brennerrohr infolge der vollständigen Vorvermischung er­ reicht wird, die in dem Brennertopf 14C erzielt wird. Außerdem wurde gefunden, daß aufgrund der Stabilität der Flamme nur sehr wenige heiße Flecken in dem Brennerrohr vorhanden sind. Da die Flamme die Tendenz hat, geringfügig zu steigen, ist die Mischtopfanordnung 14 außermittig ange­ bracht, wobei ihre Mittellinie 66 geringfügig unter der Mittellinie 68 des Brennerrohrs liegt. Die Position des Austrittsendes der Gasleitung 56 oder des Brennermuffels 58 in dem Brennertopf ist kritisch. Wenn sie nicht weit genug innen liegt, strömt das Brenngas aus dem Brennertopf über und um den Topf herum, wobei es sich mit der Sekundärluft vermischt. Wenn jedoch das Ende der Gasleitung oder des Brennermuffels zu weit in dem Brennertopf liegt, vermischt sich das Brenngas nicht gründlich mit der Primärluft in dem Topf. Die exakte Position wird experimentell bestimmt. Wenn ein 7,5 cm langes Mischrohr mit einem Durchmesser von 6,5 cm und ein Keramikblock 34 mit einer Dicke von 1,25 cm verwen­ det wird, hat sich gezeigt, daß gute Resultate erhalten werden, wenn das äußerste Ende der Gasleitung 1,9 cm weit in dem Topf liegt.
Diese Konstruktion vereinfacht auch eine Niederdruck/Hoch­ druck-"Ausgleichsbeziehung", die an dem Brennertopf vor­ liegt, um die Emissionen zu verbessern. Das ist besonders bei einem Brenner mit positivem Druck wichtig, weil es im allgemeinen bei einem Standardbrenner dieses Typs keine Möglichkeit gibt, gute Verbrennung zu unterhalten, wenn sich eine Umgebungsvariable (beispielsweise der Gegendruck) än­ dert. Die neue Brennerkonstruktion kann zwar das Brennstoff/Luft- Gesamtverhältnis während einer umgebungsmäßigen Störung nicht verändern, sie kann jedoch aufgrund des Druckaus­ gleichs von Sekundärluft und Gas/Primärluftgemisch die verfügbaren Möglichkeiten vollständig nutzen und niedrige Emissionen über einen größeren Bereich als ein typischer Brenner mit positivem Druck vom "in-shot"-Typ gewährleisten. Außerdem hat dieser Ausgleich die Tendenz, die zylindrische Beschaffenheit der Flamme zu fördern. Das ist besonders wichtig, weil es erwünscht ist, das Brennerrohr über seine Länge möglichst gleichmäßig zu erhitzen. Tests haben bereits gezeigt, daß Wärme gleichmäßiger freigesetzt wird und daß diese Wärme unter Verwendung einer kleineren Oberfläche freigesetzt werden kann. Anders ausgedrückt ist die mittlere Strahlungsleistung pro Wärmetauscherlänge erhöht worden, und zwar ohne die übliche Bildung von "heißen Flecken", die bei einer eher herkömmlichen Konstruktion zu sehen ist.

Claims (12)

1. Brenneranordnung (10) für einen Heizstrahler, wobei der Heizstrahler ein langes Heizstrahler-Brennerrohr (12) gerin­ ger Intensität aufweist, das ein aufstromseitiges Ende (12.1), ein abstromseitiges Ende und eine allgemein zylin­ drische Innenfläche (12.3) hat, und wobei die Brenneran­ ordnung nach dem Zünden Primär/Sekundärluft-Verhältnisse nach Maßgabe von Umgebungsbedingungen in der Verbrennungs­ zone in dem Brennerrohr einstellt; dadurch gekennzeichnet, daß die Brenneranordnung folgendes aufweist:
eine allgemein zylindrische Mischtopfanordnung (14), die wenigstens teilweise in dem Brennerrohr (12) angeordnet ist und die aufweist:
ein allgemein zylindrisches Mischrohr (32) mit einem offenen aufstromseitigen Ende (32.1), einem abstromseitigen Ende (32.2) und einer allgemein zylindrischen Außenfläche (32.4), und
eine Durchtrittseinrichtung (34, 36), die das abstrom­ seitige Ende abschließt;
eine Befestigungseinrichtung (16) zum Befestigen der Mischtopfanordnung (14) in dem Brennerrohr (12), wobei die Mischtopfanordnung (14) von der allgemein zylindrischen Oberfläche (12.3) des Brennerrohrs beabstandet ist;
eine Einrichtung (18) zum Einleiten von Primärluft in das aufstromseitige Ende (32.1) des Mischrohrs (32) und von Sekundärluft in das aufstromseitige Ende (12.1) des Brenner­ rohrs (12), wobei Primärluft durch das Mischrohr (32) strömt und Sekundärluft um die Außenfläche des Mischrohrs herum allgemein parallel zu der Achse des Mischrohrs strömt, bis sie das abstromseitige Ende (32.2) des Mischrohrs passiert, wo sie ungehindert in das Brennerrohr eintritt, wobei die Primär- und die Sekundärluft in direkter Strömungsverbindung miteinander sind;
eine Einrichtung (20) zum Einleiten von Brenngas in die Mischtopfanordnung (14), wobei diese Einrichtung eine Gas­ leitung (56, 58) ist, deren eines Ende (56.1) mit einer Druckgasquelle über ein Ventil (52) verbunden ist und deren anderes Ende in der Mischtopfanordnung (14) zwischen dem offenen aufstromseitigen Ende (32.1) des Mischrohrs und der Durchtrittseinrichtung (34, 36) auf solche Weise endet, daß sich das Gas gründlich mit Primärluft in der Mischtopfanord­ nung vermischt, wobei das Gas aus der Mischtopfanordnung nicht überströmt und wobei das Gemisch aus Primärluft und Gas durch die Durchtrittseinrichtung zu einem Zündort strömt; und
eine Einrichtung (60) in dem Brennerrohr zum Zünden des gründlich vermischten Gas- und Primärluftgemischs abstrom­ seitig von der Durchtrittseinrichtung.
2. Brenneranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrittseinrichtung folgendes aufweist:
einen Keramikblock (34), der das abstromseitige Ende des Mischrohrs abschließt und der eine aufstromseitige und eine abstromseitige Endfläche (34.2, 34.3) hat, wobei der Kera­ mikblock mit einer Vielzahl von relativ kleinen Kanälen (34.1) versehen ist, die durch den Block von der aufstrom­ seitigen Endfläche (34.2) zu der abstromseitigen Endfläche (34.3) verlaufen und einen Gasdurchfluß durch den Block mit einem relativ geringen Druckabfall zulassen, und
ein Metallgitter (36) mit einer aufstromseitigen und einer abstromseitigen Endfläche (36.1, 36.2), wobei die aufstrom­ seitige Endfläche (36.1) des Gitters mit der abstromseitigen Endfläche (34.3) des Keramikblocks in Kontakt ist und wobei das Gitter mit einer Vielzahl von relativ kleinen Öffnungen (36.3) versehen ist, die durch das Gitter von der aufstrom­ seitigen Endfläche zu der abstromseitigen Endfläche verlau­ fen, um einen Gasdurchfluß durch das Gitter zuzulassen.
3. Brenneranordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallgitter (36) eine große zentrale Öffnung (36.4) hat.
4. Brenneranordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die große zentrale Öffnung (36.4) einen Durchmesser von ca. 3,75 cm hat.
5. Brenneranordnung nach einem der Ansprüche 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Brennerrohr (12) einen Durchmesser von ca. 10 cm und das zylindrische Mischrohr (32) einen Durchmesser von ca. 6,5 cm hat.
6. Brenneranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Mischrohrs (32) ca. 7,5 cm beträgt.
7. Brenneranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (18) zum Einleiten von Luft in das auf­ stromseitige Ende des Brennerrohrs eine Gebläseanordnung (21) ist, die von einem Gehäuse (22) abgestützt ist, wobei das Brennerrohr (12) und das Gehäuse (22) aneinander befe­ stigt sind und das Gehäuse (22) eine Öffnung hat, durch die Luft zu dem Brennerrohr strömen kann, und wobei die Gebläse­ anordnung (21) außerdem ein Gebläse (46) aufweist, das Um­ gebungsluft unter Druck in das Gehäuse (22) einleiten kann, wobei die Umgebungsdruckluft durch die Öffnung im Gehäuse in das aufstromseitige Ende des Brennerrohrs strömt.
8. Brenneranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungseinrichtung (16) das Mischrohr in dem Brennerrohr auf solche Weise befestigt, daß zwischen der Innenfläche (12.3) des Brennerrohrs (12) und der Außenfläche (32.4) des Mischrohrs (32) ein ringförmiger Spielraum von wenigstens 1,14 cm vorhanden ist.
9. Brenneranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß das lange Heizstrahler-Brennerrohr (12) niedriger Inten­ sität horizontal angeordnet ist, und
daß die Befestigungseinrichtung (16) zum Befestigen der Mischtopfanordnung in dem Brennerrohr eine Halterung (40) ist, die das Mischrohr (32) auf solche Weise abstützt, daß seine Mittellinie geringfügig unter der Mittellinie des Brennerrohrs (12) liegt.
10. Brenneranordnung nach einem der Ansprüche 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Keramikblock (34) eine Dicke von ca. 1,25 cm hat.
11. Brenneranordnung nach einem der Ansprüche 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß ungefähr 6-8 Kanäle (34.1) pro cm Länge in dem Keramik­ block (34) vorhanden sind.
12. Brenneranordnung nach einem der Ansprüche 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallgitter (36) ungefähr 2 relativ kleine Öffnun­ gen (36.3) pro cm Länge hat.
DE4417417A 1993-06-14 1994-05-18 Brenneranordnung Withdrawn DE4417417A1 (de)

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