EP0699867A2

EP0699867A2 - Brennereinrichtung für einen gasartigen Brennstoff

Info

Publication number: EP0699867A2
Application number: EP95113665A
Authority: EP
Inventors: Johannes Wilhelmus Graat
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-09-03
Filing date: 1995-08-31
Publication date: 1996-03-06
Also published as: EP0699867A3

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Brennereinrichtung für einen gasartigen Brennstoff, mit wenigstens einer Brennstoff- und einer Luftzufuhrleitung, die im Bereich einer Brennstoff-Luft-Mischzone enden, mit einer drallerzeugenden Vorrichtung, mit der ein Teil der Verbrennungsluft bei Eintritt in die Brennstoff-Luft-Mischzone in eine Drallbewegung (Vortex) versetzbar ist. Um einen geringen Ausstoß insbesondere an Stickoxiden zu erreichen, wird die Gaszufuhr durch eine im wesentlichen zentrisch angeordnete Hohllanze (23) durchgeführt. Ein Stabilisierungsrohr (22) umgibt die Hohllanze (23) auf einem Teil ihrer Länge zwischen drallerzeugender Vorrichtung und Ende der Brennstoff-Luft-Mischzone (15). Die Hohllanze (23) weist wenigstens zwei Mantelbohrungen (26) auf, die entsprechend zwei Gasaustrittsbereiche bilden, von denen einer innerhalb des Stabilisierungsrohrs (22) und einer außerhalb des Stabilisierungsrohrs (22) angeordnet ist. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Brennereinrichtung für einen gasartigen Brennstoff,

mit Wenigstens einer Brennstoff- und einer Luftzufuhrleitung, die im Bereich einer Brennstoff-Luft-Mischzone endet,
mit einer drallerzeugenden Vorrichtung, mit der ein Teil der Verbrennungsluft bei Eintritt in die Brennstoff-Luft-Mischzone in eine Drallbewegung (Vortex) versetzbar ist,
mit einer im wesentlichen zentrisch angeordneten Hohllanze.

Ein solcher Brenner ist bekannt aus DE 31 13 511 C2. Bei dem bekannten Brenner wird innerhalb der Mischzone und in der nachgeordneten Verbrennungszone eine Wirbelströmung des Brennstoff-Luft-Gemisches erzeugt. Dabei erfolgt über wenigstens einen Teil der Kanäle die Brennstoff- und Luftzufuhr derart, daß die Brennstoffzufuhrleitung einen oder mehrere in der Wandung verlaufende Stränge umfaßt, der oder die in einem oder mehreren der Kanäle endet bzw. enden, so daß der einströmende Brennstoff vom Luftstrom innerhalb der Kanäle erfaßbar ist.
Weiterhin ist aus der DE-OS 27 29 329, insbesondere Figur 12, eine Brennereinrichtung bekannt, bei der unter Umgehung eines Ölbrenners auch Gas einer Brennstoff-Luft-Mischzone zugeführt werden kann.
Die bekannten Brennereinrichtungen haben den Nachteil, daß mit ihnen relativ hohe Emissionswerte, insbesondere NOx, gemessen werden. Dies beruht darauf, daß eine sehr intensive Durchmischung beobachtet wird, was zur Folge hat, daß einen kurze Verbrennungsflamme erzeugt wird, in der hohe Temperaturen herrschen und ein hoher Anteil an Stickoxiden relativ zur Gesamtabgasmenge erzeugt wird.
Schließlich ist in der DE-OS 43 29 971 A1 eine Brennereinrichtung beschrieben, die mit einer zentrisch angeordneten Hohllanze ausgestattet ist, welche wenigstens zwei in ihrer Achsrichtung in Abstand liegende Gasaustrittsbereiche aufweist, die das Dosieren des in die Brennstoff-Luft-Mischzone zugeführten Gases gewährleisten. Ferner ist ein Stabilisierungsrohr vorhanden, das die Hohllanze auf einem Teil ihrer Länge zwischen drallerzeugender Vorrichtung und Ende der Brennstoff-Luft-Mischzone umgibt. Diese Lösung ermöglicht zwar die Einstellung der Flammentemperatur, bei der der Anteil an Stickoxiden relativ gering gehalten werden kann. Dennoch hat es sich gezeigt, daß die Ergebnisse nicht völlig zufriedenstellend sein.
Es stellt sich daher die Aufgabe, eine Brennereinrichtung der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß der Anteil an Stickoxiden minimalisiert wird.
Diese Aufgabe wird bei einer Brennereinrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß das Stabilisierungsrohr einen Innendurchmesser aufweist, der wenigstens zweimal so groß ist wie der Außendurchmesser der Hohllanze, und daß die Hohllanze wenigstens einen seitlich aus der Hohllanze austretenden Gasaustrittsbereich aufweist, der innerhalb des Stabilsierungsrohrs angeordnet ist.
Dadurch, daß die Hohllanze eine oder mehrere Gasaustrittsbereiche besitzt, wird das Gas dosiert und nach und nach der Brennstoff-Luft-Mischzone zugeführt. Die Flammentemperatur erreicht dabei nicht die hohen Werte, wie sie bei einer totalen Durchmischung sich einstellen.
Vorzugsweise sind die Gasaustrittskanäle im Mantel und/oder in der Stirnseite der in die Brennstoff-Luft-Mischzone ragenden Hohllanze angeordnet; Austrittskanäle können jedoch auch in die Stirnwand der Hohllanze eingelassen sein.
Merkmale weiterer Unteransprüche werden anhand der nachfolgenden Beschreibung erläutert.
Die Figuren der Zeichnung zeigen einzelne Ausführungsformen von Brennereinrichtungen.
In den Figuren 11) und 1b) ist ein Querschnitt durch eine Brennereinrichtung, allgemein mit 1 bezeichnet, dargestellt, die sich an eine Kesselwand 2 anschließt. Die Brennereinrichtung 1 weist ein Gehäuse 3 auf, das im wesentlichen zylindrisch geformt ist und mehrere Teile umschließt.
Das Gehäuse 3 umgibt - von außen nach innen gesehen - zunächst einen zylindrischen Luftkanal 4, dem über seinen Öffnungsquerschnitt 5 Luft von einem (nicht dargestellten) Gebläse zugeführt wird, wobei der Druck im Luftkanal 4 über Atmosphärendruck liegt. Weiterhin liegt im vorderen Teil des Gehäuses 3 zentrisch ein Stutzenteil 6, der von außen von den Luftkanal-Enden 4' umringt ist. Der Stutzenteil 6 ist mit seiner Stirnseite 7 in eine Stirnwand 8 eingepaßt, die ebenfalls Teil des Gehäuses 3 ist. Die Stirnwand 8 hat die Form eines sehr flachen Kegelstumpfes, dessen kleinere Grundseite die Stirnseite des Stutzenteiles 6 ist. Die Stirnwand 8 besitzt ferner mehrere, z.B. zwölf, Bohrungen 8', die radialsymmetrisch gleichmäßig verteilt um die Peripherie der Stirnwand-Fläche verteilt sind. Durch die Bohrungen 8' strömt ein Teil der Verbrennungsluft in den Raum, der von einem Mantelrohr 9 umschlossen ist. Dieser Teil der Verbrennungsluft beträgt etwa 5 bis 35% der gesamten Verbrennungsluft.
An die Stirnwand 8 schließt sich das Mantelrohr 9 an, das sich zum Kesselraum 10 hin öffnet. Das Mantelrohr 9 ist im Bereich der Stirnwand 8 mit einzelnen Öffnungen 11 versehen, die um die Peripherie des Mantelrohres 9 verteilt sind. Nach innen überstehend und anschließend an die Öffnungen 11 sind am Mantelrohr 9 Luftleitbleche 12 angebracht, die in einem Winkel von etwa 45° schräg stehen und etwa um einen Betrag von 3 bis 20 % des Innendurchmessers des Mantelrohres 9 in dieses hineinragen. Durch die Öffnungen 11 können Rauchgase aus dem Kesselraum 10 zurückgeführt und nachverbrannt werden. Durch die Nachverbrennung der Rauchgase stellt sich eine geringere Flammentemperatur ein.
Der Stutzenteil 6 ist auf seiner gesamten Länge zylindrisch aufgebohrt. Dabei verbleibt eine relativ dicke, zylinderringförmige Wandung 13, die einen Hohlraum 13', im folgenden als Wirbelkammer bezeichnet, umschließt. Wie Figur 1b zeigt, ist die Wandung 13 von zahlreichen schlitzartigen Kanälen 18 durchsetzt. Die Kanäle 18 weichen in ihrer Richtung von der Normalenrichtung ab, d.h. sie stehen tangential zu einem imaginären Kreis K innerhalb der Mischzone 15. Wenn Verbrennungsluft durch die Kanäle 18 strömt, sind diese daher Luftzuführungskanäle und gleichzeitig drallerzeugende Vorrichtungen, die mittels der durch sie strömenden Luft innerhalb der Wirbelkammer 13' und in der nachgeordneten Brennstoff-Luft-Mischzone 15 (gestrichelt umrandet) innerhalb des Mantelrohres 9 eine Wirbelbewegung (Vortex) erzeugen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind in die Wandung 13 zwölf Kanäle für Luft vorgesehen. Die Kanäle 18 werden über den Luftkanal 4 versorgt.
An die Wirbelkammer 13' schließt sich ein Stabilisierungsrohr 22 an, das dieselbe lichte Weite hat wie die Wirbelkammer 13', die im übrigen auf ihrer gesamten Länge denselben Durchmesser hat. Das Stabilisierungsrohr 22 ragt in die Brennstoff-Luft-Mischzone 15 hinein und hat die Aufgabe, den Vortex zu stabilisieren. An seinem Ende verringert sich der Durchmesser des Stabilisierungsrohrs 22 etwas, wie aus Figur 1a hervorgeht.
Weiterhin mündet in die Brennstoff-Luft-Mischzone 15 konzentrisch oder nahezu konzentrisch eine Hohllanze 23, deren Durchmesser etwa 10 bis 40% des Durchmessers der Brennstoff-Luft-Mischzone 15 beträgt und die wiederum vom Stabilisierungsrohr 22 umgeben ist. Die Hohllanze 23 ist als Rohr mit einer geschlossenen Stirnseite 24 gestaltet. In die Hohllanze 23 strömt von ihrem brennerabgewandten Ende das Brenngas ein und gelangt zu Mantelbohrungen 26 und 27. Diese Mantelbohrungen 26 bzw. 27, die peripher gleichmäßig um den Mantel der Hohllanze 23 verteilt sind, bilden zwei, in Achsenrichtung der Hohllanze in Abstand liegende Gasaustrittsbereiche, von denen einer innerhalb des Stabilisierungsrohrs 22 und und einer außerhalb des Stabilisierungsrohrs liegt. Das austretende Gas wird demnach dem Verbrennungsluftstrom nach und nach zugeführt. Die sich ergebenden Verbrennungstemperaturen liegen niedriger als bei einer Verbrennung bei sofortiger, totaler Durchmischung von Brennstoff und Luft.
Erfahrungsgemäß hat sich dabei ergeben, daß die besten Resultate der Stabilisierung dann erzielt werden, wenn das Verhältnis von Innendurchmesser D2 des Stabilisierungsrohrs zu Außendurchmesser D1 der Hohllanze wenigstens 2:1 ist.
Die Hohllanze ist im Inneren des Gehäuses 3 und innerhalb des Stabilisierungsrohres 22 noch von einer Luftzufuhrleitung 28 umgeben, die über Einströmöffnungen 28' und 28'' verfügt. Die Luftzuführleitung 28 endet zwischen dem vordersten und dem hintersten Gasaustrittsbereich. Durch die Luft, die durch diese Luftzuführleitung strömt, wird das aus dem ersten Gasaustrittsbereich ausströmende Gas aufgenommen und der Luft-Brennstoff-Mischzone zugeleitet, ohne daß im Bereich der Luftzuführungsleitung schon eine Verbrennung erfolgt.
Die Luftmenge, die durch die Kanäle 8' und 18 strömt, und die Gasmenge, die durch die Mantelbohrungen 26, 27 strömt, wird entsprechend der Gasart und entsprechend dem vorhandenen Gasdruck zugemessen, beispielsweise durch Verstellung des Ventilatordruckes.
In der Ausführungsform gemäß den Figuren 2a) und 2b) ist ein Querschnitt durch eine weitere Brennereinrichtung dargestellt, die allgemein mit 201 bezeichnet ist. Gleiche Teile haben gleiche Bezugszahlen wie in Figuren 1a/1b.
Das Gehäuse 3 schließt einen zylindrischen Luftkanal 4 ein. Weiterhin liegt im vorderen Teil des Gehäuses zentrisch ein Stutzenteil 206, der von außen von den Luftkanalenden 4' umringt ist. Der Stutzenteil 206 ist mit seiner Stirnseite 7 in die Stirnwand 8 eingepaßt. An die Stirnwand 8, der ein Teil des Gehäuses 3 ist, schließt sich das Mantelrohr 9 an.
Der Stutzenteil 206 ist auf seiner ganzen Länge zylindrisch zu einer Wirbelkammer 13' aufgebohrt. An die Wirbelkammer schließt sich mit gleicher lichter Weite das Stabilisierungsrohr 222 an. In die Wirbelkammer münden zahlreiche Kanäle 218, die im vorliegenden Falle nicht als Schlitze, sondern als Rundbohrungen gestaltet sind. Die Luftzufuhr durch die Kanäle 218 kann gesteuert werden. Als Steuerorgan ist eine außenliegende, verstellbare Hülse 216 vorgesehen, deren Hin- und Herbewegung entweder manuell gesteuert werden kann oder aber mit Hilfe einer Steuervorrichtung, die die Hülse 216 aufgrund abgetasteter Werte, z. B. des Brennzustandes, oder mit Hilfe eines Thermostat-Systems oder dergleichen geregelt verstellt.
Die Bohrungen 218 weichen von der Normaleinrichtung ab, d. h. sie sind tangential zu einem imaginären Kreis K innerhalb der Brennstoff-Luft-Mischkammer 215 gerichtet. Die Bohrungen 218 sind daher gleichzeitig drallerzeugende Vorrichtungen, die mittels der durch sie strömenden Verbrennungsluft innerhalb der Wirbelkammer 13' und in der nachgeordneten Verbrennungszone 215 eine Wirbelströmung erzeugen. Die Kanäle 218 können mit Hilfe der Hülse 216 mehr oder weniger zugestellt werden.
Die Gaszufuhr erfolgt über eine zentrisch mündende Hohllanze 223, die als Rohr mit einer geschlossenen Stirnseite 24 gestaltet ist. Dabei ragt das Rohr über das Ende des Stabilisierungsrohrs 222 hinaus in das Mantelrohr 9 hinein. Der Durchmesser der Hohllanze umfaßt etwa 25 bis 35% des Innendurchmessers des Stabilisierungsrohres 222.
In das freie Ende der Hohllanze 223 sind jeweils über den Umfang verteilt auf einer Höhe vier Bohrungen 225' eingearbeitet und in Abstand dazu vier weitere Bohrungen 225. Es ergeben sich daher auch hier zwei Gasaustrittsbereiche, von denen einer innerhalb und einer außerhalb des Stabilisierungsrohres liegt.
Durch Variation des Druckes durch eine (nicht dargestellte) Vorrichtung, die der Hohllanze 223 vorgeschaltet ist, kann der Durchsatz an Brenngas durch die Bohrungen 225 und 225' variiert werden. Die Bohrungen können ebenfalls tangential oder aber radial gerichtet sein, so daß die Wirbelströmung, die bereits durch die einströmende Luft durch die Bohrungen 218 erzeugt wird, verstärkt wird.
Ferner ist durch die Wandung 213 eine Ionisationselektrode 29 eingesetzt, die aus einem isolierenden Mantel 30 und der eigentlichen Elektrode besteht, die an der Peripherie als Austrittsöffnung des Stabilisierungsrohres 222 endet. Die Elektrode 29 dient zur Zündung und dazu, festzustellen, ob eine Flamme vorhanden ist und gegebenenfalls dazu, ein Signal abzugeben, das den Brennzustand anzeigt.
In den Figuren 3a/3b ist eine ähnliche Brennereinrichtung 301 wie in Figuren 2a/2b dargestellt. Allerdings sind hier in die Wandung 313 der Wirbelkammer 313' noch eine Zündelektrode 31 und eine Ionisationselektrode 29 eingebaut. Die Hohllanze 323 für die Gaszufuhr ragt überdies noch etwas weiter über ddas Stabilisierungsrohr 322 hinaus. In die Hohllanze sind Bohrungen 325 und 325' eingelassen.
Ferner kann das Mantelrohr 9 mit den Luftleitblechen 12 hin und her geschoben werden, so daß der Abstand der Öffnungen 11 gegenüber der Stirnwand 8 verstellbar ist, was eine optimale Rückführung der Rauchgase zur Steuerung der Brenntemperatur gewährleistet.
Figur 4 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Bohrungen 418 in der Wandung 413 der Brennstoff-Luft-Mischkammer als Diffusor- oder Venturi-Düsen gestaltet sind. Dies führt zu einer Verbesserung der Drallentwicklung und der Energieausnutzung. Das anschließende Mantelrohr 409 ist ebenfalls mit einer Verengung versehen, deren engste Stelle kurz hinter der Stirnseite 424 der Gaslanze 423 liegt. Die vorgenannten strömungstechnischen Maßnahmen verbessern die Energieausnutzung der herangeführten Luft.
In der Figur 5 ist ein Querschnitt durch eine Brennereinrichtung, allgemein mit 501 bezeichnet, dargestellt, die sich an eine Kesselwand anschließt. Die Brennereinrichtung 1 weist ein Gehäuse 3 auf, das im wesentlichen zylindrisch geformt ist und mehrere Teile umschließt.
Das Gehäuse 3 umgibt - von außen nach innen gesehen - zunächst einen zylindrischen Luftkanal 4, dem über seinen Öffnungsquerschnitt 5 Luft von einem (nicht dargestellten) Gebläse zugeführt wird, wobei der Druck im Luftkanal 4 über Atmosphärendruck liegt. Weiterhin liegt im vorderen Teil des Gehäuses 3 zentrisch ein Stutzenteil 506, der von außen von den Luftkanal-Enden 4' umringt ist. Der Stutzenteil 506 ist mit seiner Stirnseite in eine flache Stirnwand eingepaßt, die ebenfalls Teil des Gehäuses 3 ist. Die Stirnwand 8 besitzt mehrere, z.B. zwölf, Bohrungen 8', die radialsymmetrisch gleichmäßig verteilt um die Peripherie der Stirnwand-Fläche verteilt sind. Durch die Bohrungen 8' strömt ein Teil der Verbrennungsluft in den Raum, der von einem Mantelrohr 9 umschlossen ist. Dieser Teil der Verbrennungsluft beträgt etwa 5 bis 35% der gesamten Verbrennungsluft.
An die Stirnwand 8 schließt sich das Mantelrohr 9 an, das sich zum Kesselraum 10 hin öffnet. Das Mantelrohr 9 ist im Bereich der Stirnwand 8 mit einzelnen Öffnungen 11 versehen, die um die Peripherie des Mantelrohres 9 verteilt sind. Durch Öffnungen 11 können Rauchgase aus dem Kesselraum 10 zurückgeführt und nachverbrannt werden. Durch die Nachverbrennung der Rauchgase stellt sich eine geringere Flammentemperatur ein.
Der Stutzenteil 506 ist auf seiner gesamten Länge zylindrisch aufgebohrt. Dabei verbleibt eine relativ dicke, zylinderringförmige Wandung 513, die einen Hohlraum 513', im folgenden als Wirbelkammer bezeichnet, umschließt. Die Wandung 13 ist von zahlreichen schlitzartigen Kanälen 18 durchsetzt. Die Kanäle 18 weichen in ihrer Richtung von der Normalenrichtung ab, d.h. sie stehen tangential zu einem imaginären Kreis innerhalb der Mischzone 515. Wenn Verbrennungsluft durch die Kanäle 18 strömt, sind diese daher Luftzuführungskanäle und gleichzeitig drallerzeugende Vorrichtungen, die mittels der durch sie strömenden Luft innerhalb der Wirbelkammer 513' und in der nachgeordneten Brennstoff-Luft-Mischzone 515 (gestrichelt umrandet) innerhalb des Mantelrohres 9 eine Wirbelbewegung (Vortex) erzeugen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind in die Wandung 13 zwölf Kanäle für Luft vorgesehen. Die Kanäle 18 werden über den Luftkanal 4 versorgt.
An die Wirbelkammer 513' schließt sich ein Stabilisierungsrohr 522 an, das dieselbe lichte Weite hat wie die Wirbelkammer 513', die im übrigen auf ihrer gesamten Länge denselben Durchmesser hat. Das Stabilisierungsrohr 522 ragt in die Brennstoff-Luft-Mischzone 515 hinein und hat die Aufgabe, den Vortex zu stabilisieren.
Weiterhin mündet in die Brennstoff-Luft-Mischzone 515 konzentrisch oder nahezu konzentrisch eine Hohllanze 523, deren Außendurchmesser D1 etwa 50% des Innendurchmessers D2 des Stabilisierungsrohrs 522 beträgt. Die Hohllanze 523 ist als Rohr mit einer geschlossenen Stirnseite 524 gestaltet. In die Hohllanze 523 strömt von ihrem brennerabgewandten Ende das Brenngas ein und gelangt zu Mantelbohrungen 26.
Diese Mantelbohrungen 26, die peripher gleichmäßig um den Mantel der Hohllanze 523 verteilt sind, bilden den Gasaustrittsbereich, der innerhalb des Stabilisierungsrohrs 522 liegt. Das austretende Gas wird demnach dem Verbrennungsluftstrom nach und nach zugeführt. Die sich ergebenden Verbrennungstemperaturen liegen niedriger als bei einer Verbrennung bei sofortiger, totaler Durchmischung von Brennstoff und Luft. Erfahrungsgemäß hat sich dabei erwiesen, daß die besten Resultate der Stabilisierung dann erzielt werden, wenn das Verhältnis von Innendurchmesser D2 des Stabilisierungsrohrs zu Außendurchmesser D1 der Hohllanze wenigstens 2 : 1 beträgt.
Wie aus der Figur 5 zu entnehmen ist, ragt das Stabilisierungsrohr 522 lediglich in den Randbereich des Mantelrohrs 9 hinein. Das Stabilisierungsrohr 522 ist dabei relativ kurz ausgebildet und endet am Rande der Brennstoff-Luft-Mischzone 515.
Die Luftmenge, die durch die Kanäle 18 strömt und die Gasmenge, die durch die Mantelbohrungen 26 strömt, wird entsprechend der Gasart und entsprechend dem vorhandenen Gasdruck zugemessen, beispielsweise durch Verstellung des Ventilatordrucks.
In den Stutzenteil 506 ist noch eine Zündelektrode 31 eingelassen.
Das Volumen der Wirbelkammer 513' ist durch eine ringförmige Einlage 32 begrenzt, welche die Hohllanze von der Gaseintrittsweise teilweise umgibt und mittels einer Schraubverbindung 34 an einen ringförmigen Verschluß (Boden) 33 des Stutzenteils 506 angebracht ist. Der Verschluß ist mit einer axialen Gewindeöffnung 35 versehen, durch die die Gaszufuhr in die Hohllanze erfolgt. In die Öffnung 35 ist die Hohllanze durch einen Ring 37 eingeschraubt. Die Anordnung der Elemente 26, 522, 523 und 515 und die Anwendung der Einlage 34 ermöglichen der Aufrechterhalten einer niedrigen Flammentemperatur.
Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ergeben im wesentlichen die nachfolgenden Vorteile:

1. Ein Ventilatordruck von 10 mm WS (1 mbar) reicht aus, eine optimale Vermischung von Gas und Luft zu erreichen. Dieser Druck wird optimal für die Mischung von Gas und Luft ausgenutzt. Es ergibt sich keine Druckerniedrigung an der Saugseite des Ventilators. Die Kapazitätsregelung kann sowohl luv- als als leeseitig zum Ventilator erfolgen.
2. Das System ist relativ unempfindlich für Unter- bzw. Überdruck in der Verbrennungskammer.
3. Bei Stillstand des Brenners wirkt der Vortexgenerator als abschließendes Organ, da angesichts des geringen Unterdrucks bzw. Überdrucks in der Verbrennungskammer (Schornstein) die Luft nicht durch den Zyklongenerator gedrückt wird.
4. Das System ist geeignet für realtiv hohe Gegendrücke resp. Unterdrücke.
5. Es können verschiedene Brennersysteme ausgewählt werden, wie sie an sich bekannt im Einsatz sind. Eine Nachrüstung ist demnach in vielen Fällen möglich.
6. Das System ist ohne Umbau geeignet für alle Gassorten von Stadtgas (± 1000 kcal/m3) bis Butan (± 30.000 kcal/m3).
7. Die Brennerkapazität kann in einfacher Weise eingestellt werden durch die Anzahl von tangentialen Öffnungen. Der Ventilator und sein Druck sind vorgegeben durch das Fabrikat des Brenners.
8. Die Gas/Lufthaltung ist auf einfache Weise durch das Gasreduzieren des richtigen Gasdruckes einzustellen.
9. Die Stickoxid-Erzeugung ist reduzierbar, denn durch die feinsteuerbare radiale und tangentiale Luftzufuhr ist eine kapazitätsabhängige Rauchgaszirkulation gegeben, mit der die Flammentemperatur verändert werden kann. Durch die beschränkbare Gaszufuhr kann die Flammenfront überstöchiometrisch (n > 1,3) gehalten werden, so daß auch damit eine Veränderung der Flammentemperatur erreicht wird.
10.Die Bemessung des Durchmessers und der Länge der Hohllanze verändern die Parameter der Brennstoff-Luft-Mischkammer, so daß auch hierdurcn je nach dem Brennwert des Gases die für die Entstehung von Stickoxiden maßgebende Flammentemperaur geändert werden kann.
11.Über Kapazitätsnomografen ist es möglich, ohne Meßapparatur den Brenner auf den richtigen Arbeitspunkt einzustellen.

Claims

Brennereinrichtung (1; 201; 301; 501) für einen gasartigen Brennstoff,
- mit wenigstens einer Brennstoff- und einer Luftzufuhrleitung (GE;LE), die im Bereich einer Brennstoff-Luft-Mischzone (15; 215; 515) enden,

- mit einer drallerzeugenden Vorrichtung (6,13,13',18; 206, 213, 218; 313; 313', 318), mit der ein Teil der Verbrennungsluft bei Eintritt in die Brennstoff-Luft-Mischzone in eine Drallbewegung (Vortex) versetzbar ist,

- mit einer im wesentlichen zentrisch angeordneten Hohllanze (23; 223; 323; 423; 523), durch die die Gaszufuhr erfolgt,

- und mit einem Stabilisierungsrohr (22; 222; 322; 422; 522),
dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser (D2) des Stabilisierungsrohrs wenigstens zweimal so groß ist wie der Außendurchmesser (D1) der Hohllanze,
und
daß die Hohllanze (23; 223; 323; 423; 523) wenigstens einen seitlich aus der Hohllanze austretenden Gasaustrittsbereich (26, 27; 225, 225'; 325') aufweist, der innerhalb des Stabilisierungsrohrs (22; 222; 322; 442; 522) angeordnet ist.
Brennereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohllanze wenigstens zwei in ihrer Achsenrichtung in Abstand liegende Gasaustrittsbereiche (26; 27; 225; 225') aufweist, von denen einer innerhalb des Stabilisierungsrohrs und einer außerhalb des Stabilisierungsrohr angeordnet ist.
Brennereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohllanze auf einem Teil ihrer Länge von einer Luftzufuhrleitung (28) umgeben ist.
Brennereinrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftzufuhrleitung (28) zwischen dem vordersten und dem hintersten Gasaustrittsbereich der Hohllanze endet.
Brennereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der drallerzeugenden Vorrichtung eine sich außen an das Stabilisierungsrohr anschließende Stirnwand (8) nachgeschaltet ist und daß die Stirnwand außerhalb des Stabilisierungsrohrs (22) mit Luftzuführöffnungen (8') versehen ist, durch die dem Vortex von seiner Peripherie her weitere Verbrennungsluft zuführbar ist.
Brennereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohllanze (23) mit einem Organ versehen ist, mit dem die zeitlich zugeführte Gasmenge steuerbar ist.
Brennereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zeitlich der drallerzeugenen Vorrichtung (13, 13', 18) zugeführte Luftmenge steuerbar ist.
Brennereinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die drallerzeugende Vorrichtung aus einer Wirbelkammer (13'; 313') besteht, in die schräg gestellte Bohrungen (318) oder Schlitz (18) münden.
Brennereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der Bohrungen oder Schlitze (318; 18) in der Wandung der Wirbelkammer in Form von Venturi- oder Diffusor-Düsen (418) ausgestaltet ist.
Brennereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennstoff-Luft-Mischzone (15;215) außerhalb der in der Stirnwand befindlichen Lufteintrittsöffnungen von einem Mantelrohr (9) umgeben ist.
Brennereinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Stirnwand (8) und Mantelrohr (9) bzw. im Mantelrohr im Bereich der Stirnwand Rauchgaseintrittsöffnungen (11) vorgesehen sind.
Brennereinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der Rauchgaseintrittsöffungen (11) des Mantelrohres mit einem nach innen weisenden Luftleitblech (12) versehen ist.
Brennereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zündelektrode (29) und/oder eine Ionisationselektrode (31) im Verbrennungsbereich der Brenneinrichtung enden.