DE9002404U1

DE9002404U1 - Atmosphärischer Gasbrenner

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Publication number: DE9002404U1
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Priority date: 1990-03-01
Filing date: 1990-03-01
Publication date: 1991-07-04
Anticipated expiration: 2000-03-02

Description

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Gasbrenner

Die Neuerung betrifft einen atmosphärischen Gasbrenner gemäß Oberbegriff des Hauptanspruches.

Ein derartiger Gasbrenner ist nach dem DE-GM 85 07 804 bekannt. Im Rahmen der gesamten Umwe1tbe1astungsproblernatik ist auch die sogenannte NOX-Emission weiter in den Vordergrund gerlickt, da insbesondere bei mit atmosphärischen Gasbrennern ausgerüsteten Heizungskesseln mit derartigen Emissionen gerechnet werden muß, die es zu reduzieren gilt. Daftlr sind schon die verschiedensten Bemühungen angestellt worden, bspw. in der Weise, daß man Über dem Brennerrohr bzw. den Brennerrohren in bestimmtem Abstand feinmaschige Metallgitter angeordnet hat (siehe bspw. DOS 17 29 902). Dadurch wird aber der Verbrennungsverlauf insgesamt derart gestört, daß sich erhöhte CO-Werte ergeben, was ebenfalls nicht wünschenswert ist. Nach dem vorerwähnten DE-GM 85 07 804 ist es bereits bekannt, nicht einfach die Gesamtfläche des Brenners bzw. der Brennerrohre durch ein Metallgewebe abzuschirmen, sondern ein reduzierendes Element anzuordnen, das u.a. in Form von sich zur Rohrlängsachse quererstreckenden Segmenten ausgebildet und das insgesamt in bestimmter Distanz zum Brennerrohr an-

geordnet ist. Dabei hat sich inzwischen die Ausbildung der reduzierenden Elemente in Form einfacher Rundstäbe mit etwa 5 - &thgr; mm Durchmesser als am zweckmäßigsten und am einfachsten zu verwirklichen gezeigt. Gezeigt hat sich aber auch, daß sich quererstreckende Elemente zwar wirksamer sind als die Rundstäbe, andererseits ist die Anordnung und Ausbildung von sich quererstreckenden Segmenten wesentlich aufwendiger und fUhrt zu höheren Kosten.

Der Neuerung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, trotz Anwendung von einfachen und kostengünstigen Rundstaben zumindest angenähert den gleichen NOX-Reduzierungseffekt zu erreichen, wie er mit anderen, wesentlich aufwendigeren Elementen erreichbar ist.

Diese Aufgabe ist mit einem atmosphärischen Gasbrenner der eingangs genannten Art nach der Neuerung durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches angeführten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und praktische AusfUhrungsformen ergeben sich nach den UnteransprU-chen.

Nach dem vorerwähnten DE-Gii &THgr;5 07 8CK ist zwar auch eine AusfUhrungsform solcher Drenner bekannt, bei der bei insgesamt vier Stäben zwei davon in bezug auf das Brennerrohr höherliegend angeordnet sind. Diese holier

verlaufenden Stäbe sind aber in bezug auf die darunter befindlichen stark versetzt und befinden sich dadurch mit den tiefer 1 legenden auf einer Bogenlinie, die in etwa der KrUmrnurig der Brennerrohrwand entspricht, d.h., man war bei dieser AusfUhrungsform darum bemüht, die NOX rodueiorcndcn Elemente gowiooormaßon "flächendeckend" anzuordnen. Eine wesentlich bessere NOX-Reduzierung irn Vergleich zur Anordnung von nur zwei brennerrohrnahen Stäben ist damit aber nicht erreichbar, und die CO-Werte liegen relativ hoch. Die neuerungsgemäße Anordnung mindestens eines zusätzlichen Stabes und zwar in entsprechender Distanz unmittelbar im Bereich Über dem darunter befindlichen Stab führt demgegenüber und Überraschend zu besseren Ergebnissen bei nur mäßig ansteigenden CO-Werten, die dabei aber im Rahmen der zulässigen CO-Wert-Grenzen bleiben. Grund dafür ist vermutlich, daß bei der neuartigen Anordnung der zusätzlichen Stäbe, diese sich im Strömungsschatten der darunter befindlichen Stäbe erstrecken, also selbst praktisch keine wesentliche Störung der Flamme mehr darstellen.

Unter "im Bereich über dem brennerrohrnahen Stab" ist also ein relativ enger, im Strömungsschatten des darunter befindlichen St.nheH hftfintil ir.h«r Bereich zu verstehen, der einem Sektor rn.it einem öffnungswinkel von ca. 30-50° entspricht und zwar verbunden mit der Maßgabe,

daß die Distanz der Stäbe zueinander nur maximal dem doppelten Stabdurchmesser entspricht.

Um innerhalb dieses Sektors die Stabanordnung variieren zu können, was ggf. die Flammkonfiguration oder sonstige andere Umgebungsbedingungen verlangen, ist zumindest der in bezug auf das Brennerrohr höher angeordnete Stob vorteilhaft an den Haltern in Schi 1tzfUhrungen fixiert, die eine entsprechende Verstellung innerhalb des obenangegebenen Bereiches zulassen. In der Regel und bevorzugt wird dabei eine unmittelbar senkrechte Zuordnung der zusätzlichen Stäbe über den darunter befindlichen Stäben in Frage kommen.

Der neuartige Gasbrenner wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung von AusfUhrungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigt schematisch

Fig. 1 eine Seitenansicht des atmosphärischen Gasbrenners ;

Fig. 2 eine Ansicht des Gasbrenners gemäß Fig. 1 in
Pfeilrichtung A;

Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende Ansicht zur
Verdeutlichung des Anordnungsbereiches der
zusätzlichen Stäbe;

Fig. k eine entsprechende Darstellung gemäß Fig. 3
mit einer besonderen AusfUhrungsform und

Fig. 5A,B weitere AusfUhrungsformen bei Anordnung von
mehreren Stäben Über den brennernahen Stäben

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, besteht der atmosphärische Gasbrenner aus einem Brennerrohr 1 mit einer Vielzahl von Gasausströmöffnungen 2,die in Fig.1 vereinfacht
dargestellt sind und bspw. als Gruppen von Feinschlitzen, Feinbohrungen od. dgl. vorzustellen sind. Über dem Brennerrohr 1 ist dabei im Flammbereich ein die Flammtemperatur und damit die NOX-Bildung reduzierendes Element in Form zweier paralleler Stäbe 3 (siehe Fig. 2) angeordnet, welche Stäbe 3 bei diesem AusfUhrungsbeispiel an drei Haltern 4 in geeigneter Weise gelagert und fixiert sind. Unter Bezug auf sämtliche Fig. 1 - A ist erkennbar, daß im Bereich Über den brennerrohrnah angeordneten Stäben 3, parallel zu diesen verlaufend und in Distanz dazu angeordnet,je ein zweiter Stab 5
angeordnet und dieser ebenfalls an den Haltern 4 gelagert ist. Beim gezeigten Ausführungsbeispiel beträgt die Distanz etwa einem Stabdurchmesser &OHacgr;, mit welcher Distanz etwa auch die brennerrohrnahen Stäbe 3 zum Brennerrohr 1 angeordnet sind. Die Distanz der zusätzlichen Stäbe 5 zu den darunter befindlichen Stäben 3 sollte aber in der Praxis nicht größer sein als zwei Stabdurchrnesser, da sonst die zusätzlichen Stäbe zu

weit aus dem F1 ammberei ch herausgerückt sind. Wie vorerwähnt, wird die Anordnung der zusätzlichen Stäbe 5 in der Regel unmittelbar senkrecht über den Stäben 3 erfolgen. Ein gewisser- Versatz innerhalb eines Sektors 6 mit einem öffnungswinkel von 30-50° ist aber auch möglich, wobei, wie aus Fig. 3 ersichtlich, die vertikalen Halbierungslinien H der Sektoren 6 die Längsmittelachsen L der Stäbe 3 schneiden. Ginge man mit der Zuordnung der zusätzlichen Stäbe 5 über diese Sektorenbereiche hinaus, so geriete man mit den Stäben 5 aus dem Strömungsschatten der Stäbe oder aus den Flammbereichen heraus, was den angestrebten Effekt der NOX-Reduzierung beeinträchtigen oder zu einem Anstieg der CO-Werte fUhren würde.

Da die Flammkonfiguration am Brennerrohr 1 in Abhängigkeit von der tatsächlichen Anordnung und Ausbildung der Gasausströmöffnungen unterschiedlich sein kann und ferner auch die Urngebungskonf i gurat ion der Brennkammer im jeweiligen Heizkessel ist es wünschenswert, in Rücksicht auf die sensible Balance zwischen NOX-Reduzierung und CO-Bildung eine von den jeweiligen Umständen abhängige möglichst optimale Zuordnung der zusätzlichen Stäbe 5 zu den darunter befindlichen Stäben 3 vornehmen zu können. Vorteilhaft ist deshalb gemäß Fig. h vorgesehen, mindestens die oberen Stäbe 5 mit ihren Enden in Schi itzf Uhrungen 7 der Halter h verstell- und in ge-

eigneter Weise fixierbar zu lagern. Diese Schlitzführungen 7 können, wie dargestellt, bogenförmig ausgebildet sein. Gegebenenfalls können auch für jeden Stab 5 in den Haltern 4 und irn Gegensatz zum dargestellten AusfUhrungsbeispiel, für jeden Stab 5 in den Haltern separate SchiitzfUhrungen 7 vorgesehen werden, die sich dann nur jeweils über den angedeuteten Bereich des Sektors 6 erstrecken. Derartige Schlitzführungen 7 können im übrigen auch für die Stabe 3 vorgesehen werden.

Die Anordnung derartiger zusätzlicher Stäbe 5 über den Stäben 3, wie dargestellt und beschrieben, ist jedenfalls sehr viel einfacher und weniger kostenaufwendig 711 Vflrwirkl &iacgr; nhpn , al c Hi« AnnrHnnng &ogr; &iacgr; &eegr; e r- Vi pi 7«hl r/nrv segmentartigen, sich quer über das Brennerrohr 1 erstreckender Elemente, da einerseits das gleiche Rundstabmaterial für die Stäbe 5 benutzt werden kann und andererseits in den Haltern 4, die lediglich etwas zu vergrößern sind, nur zusätzliche Durchgriffsöffnungen eingestanzt werden müssen.

Wie aus Fig. 5A₁ B ersichtlich, können über jedem brennernahen Stab 3 bspw. mehrere Stäbe 5 wiederum übereinander angeordnet werden, die, wie dargestellt, vorteilhaft zueinander versetzt, aber im Sektor 6 bleibend, angeordnet sind.

Claims

(16 349) SchutzanaprUche:

1. Atmosphärischer Gasbrenner, bestehend aus mindestens einem Brennerrohr (I) mit einer Vielzahl von Gasaus strömöffnung (2) in Form von Feinschlitzen, Feinbohrungen od, dgl., wobei Über dem Brennerrohr (1) im Flammbereich ein die Flammtemperatur und damit die NOX-Bildung reduzierendes Element in Form mehrerer paralleler Stäbe (3) angeordnet ist, die an mindestens zwei Haltern (4) gelagert sind,
dadurch gekennzeichnet,

daß im Bereich Über dem brennerrohrnah angeordneten Stäben (3), parallel zu diesem verlaufend, mit einer Distanz von maximal zwei Stabdurchmessern (D) mindestens je ein zweiter Stab (5) angeordnet und dieser ebenfalls an den Haltern (4) gelagert ist.

2. Brenner nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,
daß der zusätzlich Über dem Stab (3) angeordnete Stab (5) in einem Sektor (6) mit einem 30-50<>-öffnungswinkel angeordnet ist, dessen vertikale Halbierungslinie (H) die Längsmittelachse (L) des Stabes (3) schneidet.

3. Brenner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens der obere Stab (5) mit seinen Enden in ScTiI.I Iz führungen (V) der Hälter (^) verstellbar gelagert ist.

4. Brenner nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet, daß die SchiitzfUhrungen (7) bogenförmig ausgebildet sind.

5. Brenner nach einem der Ansprüche 1 "bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung mehrerer zusätzlicher Stabe (5) Über jedem Stab (3) diese in bezug auf die Horizontale (H) zueinander versetzt angeordnet sind.