DE8631547U1

DE8631547U1 - Brennraum-Einsatz für Feuerungsanlagen

Info

Publication number: DE8631547U1
Application number: DE19868631547
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1986-11-25
Filing date: 1986-11-25
Publication date: 1987-06-19

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Einsatz für Brennräume in Feuerungsanlagen, dessen wesentliche Gestaltungselemente und Funktionen bereits in der Offenlegungsschrift DE 3232971A1 beschrieben sind. Die Praxis zeigte inzwischen, daO Einsätze entsprechend dieser Offenlegungsschrift zwar das RuGbild verbessern, CO2 erhöhen und Kohlenwasserstoffe reduzieren, jedoch Kohlenmonoxid gleichbleibend belassen oder erhöhen, und Stickoxide deutlich erhöhen.

In der heutigen Zeit des Umweltdenkens sind derartige Verschlechterungen nicht snshr zulsssi"; Die Erhöhunⁿ d 9 r St^-.iRknyiri — Anfr.pile in den Rauchgasen ist vor allem auf die hohe Flammentemperatur innerhalb des Einsatzes zurückzuführen. Bei den Kohlenoxiden CO entsteht die Erhöhung durch einen Mangel an Rauchgas-Rückführung und Nachverbrennung.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe Zogrunde, einen Einsatz der eingangs genannten Art dahingehend weiter zu bilden, daß er bei verändertem Aufbau und Werkstoff-Modifizierungen auch eine Reduzierung der Rauchgas-Schadstoffe Kohlenmonoxid CO und Stickoxide NO bewirkt.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, zum Abbau der Stickoxide die Flammentemperatur dadurch zu erniedrigen, daß Teilbereiche des Einsatzes im Bereich des Flammenaustrittes, etwa die Hälfte der Gesamtlänge des Einsatzrohres, radial teilweise, z.B. 180°, geöffnet ist. Diese radiale Öffnung wird in Abhängigkeit von den Brennraumverhältnissen sowohl hinsichtlich Wärmeentzug durch die Kesselwände, als auch hinsichtlich Strömungsverlauf der Rauchgase optimal angeordnet, z.B. oben oder unten.

Diese Öffnung im Bereich der heißen Flammenzone führt zu einer beschleunigten Wärmeabfuhr an die Kesselwand und dadurch zu einer Er niedrigung der Flammentemperatur. Nach dem heutigen Stand der Wissenschaft hat diese Maßnahme eine Verringerung der Stickoxide zur Folge, was sich durch entsprechende Versuche bestätigt hat. Diese Reduzierung der Stickoxide kann durch eine Kontaminierung der Ober flächen des Brennraum-Einsatzes und der Prallwand mit katalytisch wirkenden Substanzen, z.B. Metallsalzen, verstärkt werden.

Von besonderem Vorteil kann hierbei eine Reduzierung des Luftüberschusses sein, die durch die thermodynamische Flammanführung innerhalb de3 Brenner-Einsatzes ermöglicht wird. Ein niedriger Sauerstoff-Partialdruck bewirkt ebenfalls eine Reduzierung der Stickoxide.

Diese radiale öffnung bewirkt auch ein thermisches und strömungstechnisches Ungleichgewicht im heißen Flammenbereich, wodurch Rauchgae-Rezirkulationen hervorgerufen werden, die eine Nachverbrennung zur Folge haben. Damit können durch diese Maßnahme auch die Kohlenmonoxide CO gesenkt werden.

Eine weitere unterstützende Maßnahme zur Senkung der CO-Antei-Ie besteht in der hier ausgeführten Anordnung einer Prallwand, die konkav oder/und kalottenförmig ausgebildet sein muß. Wie bekannt, brennen die sehr heißen Flammenspitzen beim Tangieren einer stark erhitzten Prallwand optimal aus. Diese Prallwand wird erfindungsgemäß zusätzlich gekrümmt ausgebildet, konkav und bei Bedarf kalottenförmig, so daß die Rezirkulationsprozesse der Rauchgase verstärkt werden.

Die oben beschriebene Prallwand kann ein separates Teil oder einteilig mit dem Einsatz verbunden sein. In der Regel wird sie dem Einsatz entnommen, um die beschriebene radiale Öffnung zu erzeugen. Hierdurch wird eine Kosteneinsparung erreicht.

Verstärkte Rauchgas-Rezirkulation, unterstützt und verursacht durch die beschriebene Prallwand, führen infolge von verbesserter Nachverbrennung zu einer Senkung der CO-Anteile. Auch hier bewirken niedrige Luftüberschüss.3 eins Verbesserung der CO-Uerte, da bekannterweise zuviel Luft die Flammentemperatur senkt, was eine schlechtere Verbrennung zur Folge hat. Jedoch darf der Luftüberschuß nicht zu stark reduziert werden, vielmehr ist auch im Zusammenhang mit der Stickoxid-Reduzierung ein Kompromiß zu finden, der beiden Zielen gerecht wird.

Das Gerät wird dem Flammkopf des Brenners nachgeschaltet und umschließt die Flamme teilweise. Es kann mit katalytisch wirkenden Stoffen, z.B. Metallsalzen, an den porigen Oberflächen kontaminiert sein, um bestimmte Rauchgasschadstoffe zu reduzieren.

Ein wesentlicher Teil der Schadstoff-Reduzierung beruht auf der
geometrischen Gestaltung und Anordnung dor Gerätekomponenten. Wesentlich ist hierbei die teilweise radiale öffnung des tonnenförmigen Rohres an der Austrittsseite der Flamme.

Eine zusätzliche konkave oder kalottenförmige Prallwand, lotrecht zur Flammenachse, im Bereich der Flammenspitze, ermöglicht einen
weiteren Schadstoff-Abbau.

Die Prallwand kann separat angeordnet sein; sie kann auch einteilig mit dem tonnenförmigen Brennraum-Einsatz verbunden sein.
Der heiße Brennraum-Einsatz ermöglicht durch das thermodynamische Umschließen der Flamme ein weitgehendes Ausnützen der vorhandenen Brennmrtechnik, z.B. Verkleinern der Düse, ohne daß der sog.

Flammentod eintritt. Durch diese Maßnahme wird nicht nur Schadstoff reduziert, sondern auch der Brennstoff-Durchsatz im Sinne
einer Energieeinsparung verringert.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, sowie anhand der Zeichnungen bzw. Bilder:

Dabei zeigen:

Fig. I eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Einsatzes

Fig. II einen Längsschnitt durch eine vollständige Halbschale
des Einsatzes

Fig. III eine Draufsicht auf eine vollständige Halbschale

Fig. IV einen Längsschnitt auf eine radial teilgeöffnete
Halbschale

Fig. V eine konkave Prallwand, die der teilgeöffneten
Halbschale vorher entnommen wurde

Fig. VI eine Seitenansicht einer vollständigen Halbschale

Fig. VII eine Stirnansicht einer Halbschale des Einsatzes in
Richtung Brenner-Flammkopf betrachtet

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Fig. VIII einen Längsschnitt des kompletten Brennraum-Einsatzes, bestehend aus v/ollständiger HaIb-'& schale, radial teilweise geöffneter Halbschale

; und konkaver Prallwand, die der geöffneten

!■; Halbschale vorher entnommen wurde .

■5 Die prinzipielle Anordnung des gezeigten Einsatzes ist be_s kannt und in Offenlegungsschrift DE 3232971A1 beschrieben, 7; eo doo hier lediglich die erfindungsgemäoen Modifikationen dargestellt werden.

&iacgr; Gemäß Figur VIII tritt bei 1 das Brennstoff/Luft-Gemisch f: brennend in den Einsatz ein. Im Bereich der radial geöffneten Halbschale 2 kann die Flamme intensiv Wärme an die Kesselwände abgeben, wobei gleichzeitig Rauchgas-Rezirkulation durch thermische und strömungstechnische Ungleichgewichte entstehen. Die Flammenspitzen 3 brennen beim Aufprall auf die konkave _;: Prallwand 4 optimal aus, wobei die konkave Prallwand einen ■'■:' unterstützenden Einfluß auf die Rauchgas-Rezirkulation aus-

■ übt, was wiederum zu einer verbesserten Verbrennung führt.

Der Abstand der Prallwand ergibt sich individuell aus den vorliegenden Brennraum- und Flammenverhältnissen. Bei un-

' günstigen Verhältnissen kann daher diese Prallwand ganz &iacgr; entfallen.

Die dargestellte Prallwand ist der oberen Einsatz-Halbschale entnommen. Als Prallwand kann auch eine komplette Einsatz-

■ Haibschaie verwendet werden, wenn es die Verhältnisse zu-Ij lassen und/oder erfordern.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeiv. spiel beschränkt. Neben der Möglichkeit einer anderen Form^rf gebung des Querschnittes und des Längsschnittes, z.B. gleichf mäßig rohrförmig, oder vom runden Querschnitt auf andere geometrische Formen abweichend, ist insbesondere die radiale öffnung in unterschiedlicher Größe, Form und Anordnung möglich,

Ebenso kann die Prallwand in geometrisch bzw. stereometrisch | abgewandelter Form realisiert werden.

Überdies kann die radiale öffnung auf den ganzen Umfang des Sekundärbereichs des Einsatzes ausgedehnt werden, so daß vom Einsatz nur der Primärbereich übrigbleibt. Genauso können auch mehrere radiale Öffnungen unterschiedlich auf den gesamten Umfang im Sekundärbereich verteilt werden, z.B. zwei gegenüber liegende Schlitze in den Halbschalen.

Claims

■ · ■

5.5.1987 G 86 31 547.1

Anmelder: Gebhard Nöth, LanzstraQe 15, 8070 Ingolstadt

Brennraumeinsatz für Feuerungsanlagen Neue Schutzansprüche

1. Brennraumeinsatz für Feuerungsanlagen mit Pebläsebrennern, die mit Heizöl oder Heizgas betrieben werden, wobei der Brennraumeinsatz dem Flammkopf unmittelbar nachgeschaltet ist, eine tunnelähnliche, die Flamme umgebende, gegenüber dem Mischrohr des jeweiliger. Brenners erweiterte Ummantelung darstellt, aus wärmebeständigem Material besteht und im Inneren bzw. an seiner Innenmantelfläche mit auf die Flamme gerichteten Nocken ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der im Querschnitt etwa rohrförmige oder im Querschnitt geometrisch anders gestaltete, ggfs. aus Halbschalen zusammengesetzte Einsatz (vgl. 2) in seiner vorderen Hälfte, also in dem vom Brenner abgekehrten Ende mindestens eine radiale öffnung aufweist und diese bzw. diese öffnungen des Einsatzes (vgl. 2) entsprechend der Brennraumgestaltyng und der Rauchgasführung angeordnet und gestaltet sind, also z.B. oben oder unten liegen, die Form von einander gegenüberliegenden Schlitzen haben, von kreisrunden Aussparungen od. dgl. gebildet sind.

2. Brennraumeineatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daQ sich eine radiale öffnung im vorderen oberen Bereich des Einsatzes (vgl. 2) über dessen halbe Länge und über einen Winkelbereich von 180° erstreckt.

&iacgr; - 2 -

: 3. Brennraumeinsatz nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch ge- ; kennzeichnet, daß dem z.B. rohrförmig gestalteten Brenner-

% einsatz (vgl. 2) eine Prallwand (4) vorgelagert ist.

S 4. Brennraumeinsatz nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Prallwand (4) eine konkave oder kalottenförtnige Gestalt hat.

j* 5. Brennraumeinsatz nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gef kennzeichnet, daß die dem Einsatz (vgl. 2) vorgelagerte

Prallwand (4) von einer ebenen Platte gebildet ist.

t 6. Brennraumeinsatz nach Anspruch 1 und/oder einem oder mehreren I der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die be-

• liebig gestaltete Prallwand (4) mit dem Einsatz (v/ol. 2)

eine Baueinheit bildet, die im Brennraum lageveränderbar ; und austauschbar untergebracht ist.

7. Brennraumeinsatz nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ^f die Prallwand (4) in ihrem Abstand vom Brennraumeinsatz veränderbar angeordnet ist.

8. Brennraumeinsatz nach Anspruch 1 und/oder einem oder mehreren der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gfs. mit Verwirbelur<gsnocken ausgestattete innere Fläche des Einsatzes (vgl. 2) mit katalytisch wirkenden Stoffen, z.B. mit Metallenlzen beschichtet ist.

9. Brennraumeinsatz nach Anspruch 1 und/oder einem oder mehreren der folgenden Ansprüche, d.g., daß die Verwirbelungsnocken an dem dem Flammkopf zugewandten Teil des Einsatzes vorgesehen sind.