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Brennereinrichtung für gasförmige Stoffe zeit flammenloser Verbrennung
Brennereinrichtungen leiden oft unter dem Umstand, daß durch die Flammenbildung
nahe bei oder innerhalb der Brennerdüsen der Brenner selbst stark erhitzt und durch
diese Wärmeentwicklung zerstört wird. Um diesen Übelstand zu vermeiden bzw. die
Erwärmung möglichst unschädlich zu machen, werden Brenner auch aus feuerfestem keramischem
Baustoff hergestellt, der je nach seiner Zusammensetzung höchsten Temperaturbeanspruchungen
gewachsen ist. Bei bekannten derartigen Brennereinrichtungen ist der Teil der Brennereinrichtung,
in dem die Mischung und die Verbrennung der Heizmittel (Luft und Gas) erfolgt, aus
feuerfestem Baustoff hergestellt, während der Teil der Brennereinrichtung, der zur
Zuführung der Heizmittel dient, aus Metall ausgebildet ist. Bei Brennereinrichtungen
dieser Art hat auch der zur Zuführung der Heizmittel dienende Brennerteil durch
Leitung und Strahlung eine große Wärmemenge aufzunehmen, so daß die Lebensdauer
des Zuführungsteiles beschränkt ist. Die Wärmeaufnahme des Zuführungsteiles kann
noch zusätzlich erhöht werden bei Brennern, bei denen ein Zurückschlagen der Brennerflamme
in den Brenner hinein möglich ist. Ferner ist eine Brennereinrichtung für flammenlose
Verbrennung bekannt, bei welcher der Brennerstein aus zwei aufeinanderliegenden
Teilen besteht, von denen der eine die Verbrennungskanäle und der andere Zuführungskanäle
für ein Verbrennungsmittel enthält, in die besondere Zuführungsdüsen für das andere
Verbrennungsmittel hineinragen. Abweichend davon ist gemäß der Erfindung bei einer
Brennereinrichtung für gasförmige Stoffe mit flammenloser Verbrennung, bei welcher
die Verbrennung in engen, nach dem vorderen Ende des Brenners zu offenen Kanälen
innerhalb eines Steinkörpers aus feuerfestem Baustoff stattfindet, dem die Verbrennungskanäle
enthaltenden Steinkörper innerhalb der Brennereinrichtung ein weiterer besonderer
Körper aus feuerfestem Baustoff vorgeschaltet, der an die Zuführungsleitungen für
Gas und Luft angeschlossen ist und getrennte Gas- und Luftkanäle aufweist, in denen
Gas und Luft getrennt voneinander den Verbrennungskanälen in dem anderen. Steinkörper
zugeführt werden, wobei die Steinkörper sich bei verschieden hoher Erwärmung gegeneinander
bewegen können.
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Die aus feuerfestem Baustoff bestehende Brennereinrichtung besteht
somit aus zwei voneinander getrennten Steinkörpern, von denen der eine, der an die
Gas- und Luftzuführungsleitungen angeschlossen ist, den Brennkanälen des anderen
Steinkörpers die Heizmittel getrennt zuführt, so daß die Mischung der Heizmittel
erst in den Brennkanälen einsetzt.. Hierdurch wird erreicht, daß ein Zurückschlagen
.der Flamme niemals weiter als bis zu der Trennungslinie zwischen den beiden feuerfesten
Körpern möglich ist und die. vor dem feuerfesten Zuführungsteil liegenden Brennerteile,
die meist aus Metall bestehen, vor schädlichen Wärmeeinflüssen bewahrt sind. Dabei
sollen. die beiden keramischen Körper, in denen verschiedene Temperaturen auftreten,
voneinander getrennt sein und sich
auch gegeneinander in gewissem
Grade bewegen können, so daß Wärmeausdehnungen des einen Kßrpers keinen Einfluß
auf den anderen Körper ausüben. Hierdurch ist wirkungsvoll die Gefahr der Rissebildung
vermieden, so daß die Lebensdauer des Brenners erhöht wird. Ferner ist dadurch auch
die Möglichkeit gegeben, den der Abnutzung am meisten unterliegenden Brennerteil,
der an der Brennermündung liegt, allein auszuwechseln, ohne eine Auswechslung sonstiger
Brennerteile vornehmen zu müssen. Durch die beschriebene Brennerausbildung ist es
auch ohne weiteres möglich, die den Brenner bildenden feuerfesten Körper aus verschiedenen
feuerfesten Stoffen herzustellen, die den jeweils herrschenden Temperaturverhältnissen
angepaßt sind. So kann man den die Verbrennungskanäle enthaltenden Steinkörper aus
hoch feuerfestem Stoff herstellen, während der zur Zuführung der Heizmittel dienende
Steinkörper aus minder feuerfestem, also billigerem Baustoff bestehen kann.
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Brennereinrichtungen unterliegen stets einer gewissen Verschmutzung
im Betriebe, so daß die Möglichkeit einer bequemen Reinigung sehr erwünscht ist;
auch besteht bei Brennern aus feuerfestem Baustoff trotz aller Vorsichtsmaßnahmen
stets die Möglichkeit, daß einzelne Teile beim Einbau oder während des Betriebes
schadhaft werden und ausgewechselt werden müssen. Zu diesem Zweck ist eine leichte
Auswechselbarkeit der Brennerteile wünschenswert. Ferner wird die Wirtschaftlichkeit
von Brennereinrichtungen dadurch erhöht, daß gleiche Bestandteile der Einrichtungen
für Brenner verschiedener Größe Verwendung finden können, so daß auch bereits vorhandene
Brenner leicht vergrößert werden können. Gemäß der Erfindung ist daher der ee Heizmittel
getrennt voneinander den Verbrennungskanälen zuführende Steinkörper aus nebeneinanderliegenden,
in Abständen voneinander verlegten Steinen gebildet, die sich über die quer dazu
verlegten Brennkanäle erstreckende, nebeneinanderliegende Kanäle bilden, die abwechselnd
mit dem Gas- bzw. Luftzuführungskanal in Verbindung stehen. Auf diese Weise kann
der Zuführungskörper des Brenners senkrecht zu der Richtung, in der die von ihm
gebildeten Zuführungskanäle liegen, beliebig lang ausgebildet werden, je nachdem
ob eine größere oder geringere Anzahl Steine kulissenartig nebeneinander verlegt
wird. Der Einbau und die Auswechslung einzelner Steine gestaltet sich sehr einfach.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
dargestellt, und zwar zeigt Abb. i einen Längsschnitt nach der Linie A-B der Abb.
2 durch eine Ausführungsform der Brennereinrichtung, während Abb. 2 einen Querschnitt
gemäß der Linie C-D der Abb. i wiedergibt. Abb. 3 ist ein senkrechter Schnitt durch
eine andere Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes gemäß der Linie E-F der Abb.4,
die ein senkrechter Schnitt nach der Linie G-H der Abb. 3 ist.
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Beide Ausführungsformen zeigen Deckenbrenner, jedoch kann der Erfindungsgegenstand
auch bei Brennern Anwendung finden, die in der Wandung oder in der Sohle von Feuerungsanlagen
sitzen.
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Bei der Brennereinrichtung nach den Abb, i und 2 bildet die Brennereinrichtung
einen Teil einer Hängedecke, bei der Hängesteine 4 an Trägern 5 aufgehängt sind.
Der zur Mischung und Verbrennung dienende Steinkörper i liegt mit seitlichen Auflagerflächen
3 auf den Hängesteinen 4 auf. Auf diesen Steinkörper i sind die Kulissensteine 2
nebeneinandergelagert, die durch Ansätze 8 und g in bestimmtem Abstand voneinander
gehalten werden, so daß sie zwischen sich Kanäle i2, 13 bilden. Die nebeneinanderliegenden
Kulissensteine 2 bilden den zur Zuführung der Heizmittel dienenden Teil der Brennereinrichtung.
Dieser Brennerteil ist durch einen Deckstein 14 abgedeckt, durch den die Leitungen
15 und 16 für Luft und Gas hindurchtreten. Der zur Mischung bzw. Verbrennung dienende
Steinkörper i besitzt durchgehende Kanäle 7, die sich mit den von den Kulissensteinen
2 gebildeten Kanälen 12, 13 kreuzen. Dabei ist die Anordnung derart getroffen,
daß sich der aus den Steinplatten 2 gebildete Zuführungskörper und der die Brennkanäle
7 besitzende Steinkörper i bei verschieden hoher Erwärmung gegeneinander bewegen
können. Die Leitungen 15 und 16 münden in Zuführungskanäle =o und =i für Luft und
Gas, die einerseits von den Hängesteinen 4 und dem Deckstein 14, andererseits von
den Kulissensteinen 2 und dem Mischstein i gebildet werden. Die zwischen den Kulissensteinen
2 liegenden Kanäle 12 sind mit dem Luftzuführungskanal =o verbunden, während die
entsprechenden Kanäle i3 mit dem Gaszuführungskanal =i in Verbindung stehen.
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Luft und Gas gelangen durch die Leitungen 15 und 16 in die Zuführungskanäle
=o und =i und von hier in die voneinander getrennten Kanäle 12 und 13. Von
hier treten die Heizmittel in die durchgehenden Kanäle 7, in denen sich beide Mittel
vermischen. Die Verbrennung beginnt zunächst am Austrittsende der Kanäle 7 aus dem
Steinkörper i und zieht sich allmählich zu einer flammenlosen Verbrennung in diese
Kanäle zurück. Infolge der bis zu den Kanälen 7 reichenden getrennten Zuführung
von Gas und Luft ist ein Zurückschlagen der Flamme über die Kanäle 7 hinaus ausgeschlossen.
Der Stein i wird aus hoch feuerfestem Material hergestellt, während die Kulissensteine
2 aus weniger feuerfestem Baustoff bestehen können.
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Die Abb. 3 und 4 zeigen eine andere Ausführungsform
des
Erfindungsgegenstandes. In Steinen 15 ist mittels Auflagerflächen 28 der zur Mischung
und Verbrennung dienende Stein 16 gelagert, dessen nebeneinanderliegende Kanäle
17 durch Prallkörper i9 in einzelne Öffnungen unterteilt sind. Über dem Stein 16
ist der zur Zuführung der Heizmittel dienende Stein 18 angeordnet, der auf Auflagerflächen
29 der Steine 15 aufliegt. Der Stein 18 besitzt Öffnungen 2o und 21 für Gas und
Luft, die so angeordnet sind, daß in jede Öffnung des Steines 16 ein mittlerer Kanal
2o für Gas und zwei äußere Kanäle 21 für Luft einmünden. Die Kanäle 2o und 21 werden
aus Zuführungsleitungen 22, 23, 2q. bzw. 25, 26 mit Gas und Luft versorgt.
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Die beiden Heizmittel vereinigen sich in den Brennöffnungen des Steines
16, die sich nach dem Brennermund hin zunächst verengen und dann wieder erweitern.
Durch die Prallflächen 27 wird-die Luft bei ihrem Eintritt in die Brennöffnungen
abgelenkt. In dem sich erweiternden Teil der Brennöffnungen verlangsamt sich die
Strömungsgeschwindigkeit des Gemisches, so daß die Verbrennung, die zuerst in der
Nähe des Brennermundes stattfindet, sich allmählich so weit in die Öffnungen bzw.
Kanäle zurückzieht, bis der Gleichgewichtszustand zwischen Zünd- und Strömungsgeschwindigkeit
erreicht ist und eine flammenlose Verbrennung eintritt.
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Beide Ausführungsbeispiele zeichnen sich insbesondere dadurch aus,
daß sich die Brennereinrichtungen sehr leicht zerlegen und zusammenbauen lassen.